CN116203915A - 工艺诊断***及其操作方法 - Google Patents

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梁硕芃
廖建智
罗佐良
张万坤
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Abstract

一种工艺诊断***，包括数字双生运算单元、工艺诊断运算单元与远程运算分析单元。数字双生运算单元取得加工设备的振动相关参数及切削相关参数，并对振动相关参数、切削相关参数与加工设备对应的三维模型进行仿真运算，以产生三维运算结果。工艺诊断运算单元接收三维运算结果，并呈现三维运算结果。远程运算分析单元，接收三维运算结果，并对三维运算结果进行模拟分析，以产生分析结果。

Description

工艺诊断***及其操作方法
技术领域
本发明涉及一种诊断***及其操作方法，特别是涉及一种用于加工设备的工艺(process)诊断***及其操作方法。
背景技术
目前加工设备发生异常时，远程专家仅能通过画面远程观测到加工设备的设备仪表板所呈现的信息，以对操作员提供对应的协助。然而，由于远程专家无法观测加工设备的当前状态，或无法对加工设备的当前运转数据进行实时仿真与分析，因此无法实时提供对应的协助而造成使用上的不便。据此，如何有效地共享加工设备的加工状态并以直觉及远距协同的方式对加工设备的异常方式进行排除，以增加使用上的便利性是当前重要的课题。
发明内容
本发明提供一种工艺诊断***及其操作方法，借以有效地共享加工设备的加工状态并以直觉及远距协同的方式对加工设备的异常方式进行排除，以增加使用上的便利性。
本发明提供一种工艺诊断***，包括数字双生运算单元、工艺诊断运算单元与远程运算分析单元。数字双生运算单元取得加工设备的振动相关参数及切削相关参数，并对振动相关参数、切削相关参数与加工设备对应的三维模型进行仿真运算，以产生三维运算结果。工艺诊断运算单元接收三维运算结果，并呈现三维运算结果。远程运算分析单元接收三维运算结果，并对三维运算结果进行模拟分析，以产生分析结果。
本发明提供一种工艺诊断***的操作方法，包括下列步骤。通过数字双生运算单元，取得加工设备的振动相关参数及切削相关参数，并对振动相关参数、切削相关参数与加工设备对应的三维模型进行仿真运算，以产生三维运算结果。通过工艺诊断运算单元，接收三维运算结果，并呈现三维运算结果。通过远程运算分析单元，接收三维运算结果，并依据三维运算结果进行模拟分析，以产生分析结果。
本发明所公开的工艺诊断***及其操作方法，通过数字双生运算单元取得加工设备的振动相关参数及切削相关参数，并对振动相关参数、切削相关参数与加工设备对应的三维模型进行仿真运算，以产生三维运算结果，工艺诊断运算单元接收三维运算结果，并呈现三维运算结果，以及远程运算分析单元接收三维运算结果，并对三维运算结果进行模拟分析，以产生分析结果。如此一来，可以有效地共享加工设备的加工状态并以直觉及远距协同的方式对加工设备的异常方式进行排除，以增加使用上的便利性。
附图说明
图1为依据本发明的一实施例的工艺诊断***的示意图。
图2为依据本发明的一实施例的数字双生运算单元的示意图。
图3为依据本发明的一实施例的工艺诊断运算单元的示意图。
图4为依据本发明的一实施例的远程运算分析单元的示意图。
图5为依据本发明的一实施例的监测装置的操作方法的流程图。
图6为依据本发明的一实施例的加工设备的加工流程的示意图。
100：工艺诊断***
110：数字双生运算单元
120：工艺诊断运算单元
130：远程运算分析单元
150：加工设备
210：设备数字双生单元
220：工艺数字双生单元
230：三维模型数字双生单元
231：存储单元
310：处理单元
320，420：显示单元
410：分析单元
S502～S506：步骤
具体实施方式
本说明书的技术用语参照本技术领域的习惯用语，如本说明书对部分用语有加以说明或定义，该部分用语的解释以本说明书的说明或定义为准。本公开的各个实施例分别具有一或多个技术特征。在可能实施的前提下，本技术领域具有通常知识者可选择性地实施任一实施例中部分或全部的技术特征，或者选择性地将这些实施例中部分或全部的技术特征加以组合。
在以下所列举的各实施例中，将以相同的标号代表相同或相似的组件或组件。
图1为依据本发明的一实施例的工艺诊断***的示意图。在本实施例中，工艺诊断***100可以对一加工设备150的加工状态进行监测及诊断。另外，上述加工设备150可以是一五轴加工机，但本发明实施例不限于此。请参考图1，工艺诊断***100可以包括数字双生运算单元110、工艺诊断运算单元120与远程运算分析单元130。
数字双生运算单元110可以设置于加工设备150上，并对加工设备150进行监测，以取得加工设备150的振动相关参数及切削相关参数。在本实施例中，加工设备150的振动相关参数可以包括加工设备150的设备动态特性、振动频率及振动振幅，但本发明实施例不限于此。另外，加工设备150的切削相关参数可以包括加工设备150的刀具的切削力、刀具振动频率及刀具振动振幅，但本发明实施例不限于此。
接着，数字双生运算单元110可以对振动相关参数、切削相关参数与加工设备150对应的三维模型进行仿真运算，以产生三维运算结果。在本实施例中，使用者可以依据加工设备150的态样，利用三维建模工具建立加工设备150对应的三维模型，并事先存储于数字双生运算单元110中，以便进行后续的操作。
举例来说，当数字双生运算单元110取得加工设备150的振动相关参数与切削相关参数时，数字双生运算单元110可以取出加工设备150对应的三维模型，并将振动相关参数、切削相关参数与三维模型进行仿真运算，以产生对应加工设备150的三维运算结果，其中上述三维运算结果可以呈现出加工设备150在现实环境中的加工过程的动态运作信息。
进一步来说，数字双生运算单元110可以包括设备数字双生单元210、工艺数字双生单元220与三维模型数字双生单元230，如图2所示。设备数字双生单元210可以设置于加工设备150上，以对加工设备150进行监测，以取得加工设备150的振动相关参数。工艺数字双生单元220可以设置于加工设备150的刀具上，以对加工设备150的刀具进行监测，以取得加工设备的切削相关参数。
三维模型数字双生单元230耦接设备数字双生单元210与工艺数字双生单元220。三维模型数字双生单元230接收振动相关参数与切削相关参数，且三维模型数字双生单元230对振动相关参数、切削相关参数与加工设备150对应的三维模型进行仿真运算，以产生包括可以呈现出加工设备150在现实环境中的加工过程的动态运作信息的三维运算结果。
另外，三维模型数字双生单元230更包括存储单元231。存储单元231可以存储加工设备150对应的三维模型。也就是说，使用者可以依据加工设备150的态样，利用三维建模工具建立加工设备150对应的三维模型，并存储于存储单元231中，以便于三维模型数字双生单元230进行后续的操作。
工艺诊断运算单元120可以与数字双生运算单元110通信，接收三维运算结果，并呈现三维运算结果。在本实施例中，工艺诊断运算单元120例如通过有线网络或无线网络接收数字双生运算单元110所产生的三维运算结果。在一些实施例中，上述有线网络例如为以太网(Ethernet)、光纤网络、或非对称数字式用户线路(asymmetric digital subscriberline,ADSL)等，但本发明实施例不限于此。另外，上述无线网络例如为无线保真(wirelessfidelity,WIFI)、或其他电信网络等，但本发明实施例不限于此。
进一步来说，工艺诊断运算单元120可以包括处理单元310与显示单元320，如图3所示。处理单元310可以与数字双生运算单元110通信，以接收三维运算结果，并将三维运算结果输出。显示单元320耦接处理单元310，接收并呈现三维运算结果。在本实施例中，处理单元310可以是中央处理器(central processing unit,CPU)，显示单元320可以是显示器，但本发明实施例不限于此。
在本实施例中，工艺诊断运算单元120可以设置于个人计算机、行动装置或穿戴式装置上，但本发明实施例不限于此。如此一来，操作员便可通过工艺诊断运算单元120所呈现的三维运算结果(包括加工设备150的振动相关参数、切削相关参数与三维模型的组合)而实时地得知加工设备150的加工状态，以确认加工设备150的加工状态是否发生异常现象。并且，当确认加工设备150的加工状态发生异常现象时，操作员可以直觉方式对异常现象进行排除，进而增加使用上的便利性。
远程运算分析单元130可以与数字双生运算单元110通信，接收三维运算结果，并对三维运算结果进行模拟分析，以产生分析结果。在本实施例中，远程运算分析单元130例如通过有线网络或无线网络接收数字双生运算单元110所产生的三维运算结果。在一些实施例中，上述有线网络例如为以太网、光纤网络、或非对称数字式用户线路等，但本发明实施例不限于此。另外，上述无线网络例如为无线保真、或其他电信网络等，但本发明实施例不限于此。
进一步来说，远程运算分析单元130可以包括分析单元410与显示单元420，如图4所示。分析单元410可以与数字双生运算单元110通信，接收三维运算结果，对三维运算结果进行模拟分析，以产生分析结果。也就是说，当分析单元410接收到数字双生运算单元110所产生的三维运算结果，可以对三维运算结果中的振动相关参数与切削相关参数进行模拟分析，以产生对应的分析结果。显示单元420耦接分析单元410，接收并呈现分析结果。在本实施例中，分析单元410可以是微控制器(micro controller unit,MCU)或微处理器，显示单元420可以是显示器，但本发明实施例不限于此。
在本实施例中，远程运算分析单元130可以设置于计算机上，但本发明实施例不限于此。如此一来，远程专家便可通过远程运算分析单元130所呈现的分析结果而实时地得知加工设备150的加工状态，以确认加工设备150的加工状态是否发生异常。并且，当加工设备150的加工状态发生异常时，远程专家可以通过分析结果远程运算分析单元130所呈现的分析结果而实时地得知加工异常发生原因，且远程专家与操作员共享有相同的信息，使得远程专家可以远距协同方式协助操作员了解加工设备150的加工异常发生原因，以增加使用上的便利性。
图5为依据本发明的一实施例的工艺诊断***的操作方法的流程图。在步骤S502中，通过数字双生运算单元，取得加工设备的振动相关参数及切削相关参数，并对振动相关参数、切削相关参数与加工设备对应的三维模型进行仿真运算，以产生三维运算结果。在步骤S504中，通过工艺诊断运算单元，接收三维运算结果，并呈现三维运算结果。在步骤S506中，通过远程运算分析单元，接收三维运算结果，并依据三维运算结果进行模拟分析，以产生分析结果。
在本实施例中，上述数字双生运算单元包括存储单元，存储单元存储三维模型。上述振动相关参数例如包括加工设备的设备动态特性、振动频率及振动振幅。上述切削相关参数例如包括加工设备的刀具的切削力、刀具振动频率及刀具振动振幅。上述工艺诊断运算单元例如设置于个人计算机、行动装置或穿戴式装置上。上述工艺诊断运算单元例如通过有线网络或无线网络接收三维运算结果。上述远程运算分析单元例如通过有线网络或无线网络接收三维运算结果。
值得注意的是，图5的步骤的顺序仅用以作为说明的目的，不用于限制本发明实施例的步骤的顺序，且上述步骤的顺序可由用户视其需求而改变。并且，在不脱离本发明的精神以及范围内，上述流程图可增加额外的步骤或者使用更少的步骤。
图6为依据本发明的一实施例的加工设备的加工流程的示意图。首先，将加工件放置于加工设备150上。接着，加工设备150对加工件进行加工程序。之后，判断加工设备150是否完成加工程序。当判断加工设备150已完成加工程序时，可以对加工件进行质量检测，以确认加工件的质量是否符合需求。最后，当加工件的质量检测完成后，可进行加工件的出货程序。
另一方面，当判断加工设备150尚未完成加工程序时，可以通过本发明实施例的工艺诊断***100对加工设备150进行监测，以确认加工设备150的加工状态是否发生异常。当确认加工设备150的加工状态未发生异常时，表示加工设备150可以继续对加工件进行加工程序，且于加工设备150完成加工程序便可进行对加工件的质量检测程序。
另外，当确认加工设备150的加工状态发生异常时，操作员可以通过工艺诊断运算单元120所呈现的三维运算结果而实时地得知加工设备150发生异常现象，并以直觉方式对异常现象进行排除。此外，远程专家也可通过远程运算分析单元130呈现的分析结果而实时地得知加工异常发生原因，并以远距协同方式协助操作员了解加工设备150发生异常现象的原因，使操作员可以直觉方式对异常现象行排除，进而增加使用上的便利性。
综上所述，本发明所公开的工艺诊断***及其操作方法，通过数字双生运算单元取得加工设备的振动相关参数及切削相关参数，并对振动相关参数、切削相关参数与加工设备对应的三维模型进行仿真运算，以产生三维运算结果，工艺诊断运算单元接收三维运算结果，并呈现三维运算结果，以及远程运算分析单元接收三维运算结果，并对三维运算结果进行模拟分析，以产生分析结果。如此一来，可以有效地共享加工设备的加工状态并以直觉及远距协同的方式对加工设备的异常方式进行排除，以增加使用上的便利性。
本发明虽以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明的范围，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定者为准。

Claims (17)

1.一种工艺诊断***，包括：
数字双生运算单元，取得加工设备的振动相关参数及切削相关参数，并对该振动相关参数、该切削相关参数与该加工设备对应的三维模型进行仿真运算，以产生三维运算结果；
工艺诊断运算单元，接收该三维运算结果，并呈现该三维运算结果；以及
远程运算分析单元，接收该三维运算结果，并对该三维运算结果进行模拟分析，以产生分析结果。
2.如权利要求1所述的工艺诊断***，其中该数字双生运算单元包括：
设备数字双生单元，取得该加工设备的该振动相关参数；
工艺数字双生单元，取得该加工设备的该切削相关参数；以及
三维模型数字双生单元，接收该振动相关参数与该切削相关参数，对该振动相关参数、该切削相关参数与该三维模型进行该仿真运算，以产生该三维运算结果。
3.如权利要求2所述的工艺诊断***，其中该三维模型数字双生单元包括存储单元，该存储单元存储该三维模型。
4.如权利要求1所述的工艺诊断***，其中该振动相关参数包括该加工设备的设备动态特性、振动频率及振动振幅。
5.如权利要求1所述的工艺诊断***，其中该切削相关参数包括该加工设备之一刀具的切削力、刀具振动频率及刀具振动振幅。
6.如权利要求1所述的工艺诊断***，其中该工艺诊断运算单元包括：
处理单元，接收并输出该三维运算结果；以及
显示单元，接收并呈现该三维运算结果。
7.如权利要求1所述的工艺诊断***，其中该工艺诊断运算单元设置于个人计算机、行动装置或穿戴式装置上。
8.如权利要求1所述的工艺诊断***，其中该工艺诊断运算单元通过有线网络或无线网络接收该三维运算结果。
9.如权利要求1所述的工艺诊断***，其中该远程运算分析单元包括：
分析单元，接收该三维运算结果，并对该三维运算结果进行模拟分析，以产生该分析结果；以及
显示单元，接收并显示该分析结果。
10.如权利要求1所述的工艺诊断***，其中该远程运算分析单元通过有线网络或无线网络接收该三维运算结果。
11.一种工艺诊断***的操作方法，包括：
通过数字双生运算单元，取得加工设备的振动相关参数及切削相关参数，并对该振动相关参数、该切削相关参数与该加工设备对应的三维模型进行仿真运算，以产生三维运算结果；
通过工艺诊断运算单元，接收该三维运算结果，并呈现该三维运算结果；以及
通过远程运算分析单元，接收该三维运算结果，并依据该三维运算结果进行模拟分析，以产生分析结果。
12.如权利要求11所述的工艺诊断***的操作方法，其中该数字双生运算单元包括存储单元，该存储单元存储该三维模型。
13.如权利要求11所述的工艺诊断***的操作方法，其中该振动相关参数包括该加工设备的设备动态特性、振动频率及振动振幅。
14.如权利要求11所述的工艺诊断***的操作方法，其中该切削相关参数包括该加工设备之一刀具的切削力、刀具振动频率及刀具振动振幅。
15.如权利要求11所述的工艺诊断***的操作方法，其中该工艺诊断运算单元设置于个人计算机、行动装置或穿戴式装置上。
16.如权利要求11所述的工艺诊断***的操作方法，其中该工艺诊断运算单元通过有线网络或无线网络接收该三维运算结果。
17.如权利要求11所述的工艺诊断***的操作方法，其中该远程运算分析单元通过有线网络或无线网络接收该三维运算结果。
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