EP1475470A1 - Datenerfassungs- und -verarbeitungssystem zur Überwachung und Steuerung eines Verbundes von Industrienähmaschinen sowie Verfahren zur Überwachung und Steuerung eines solchen Verbundes mit einem Datenerfassungs- und -verarbeitungssystem - Google Patents

Datenerfassungs- und -verarbeitungssystem zur Überwachung und Steuerung eines Verbundes von Industrienähmaschinen sowie Verfahren zur Überwachung und Steuerung eines solchen Verbundes mit einem Datenerfassungs- und -verarbeitungssystem Download PDF

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EP1475470A1
EP1475470A1 EP04007597A EP04007597A EP1475470A1 EP 1475470 A1 EP1475470 A1 EP 1475470A1 EP 04007597 A EP04007597 A EP 04007597A EP 04007597 A EP04007597 A EP 04007597A EP 1475470 A1 EP1475470 A1 EP 1475470A1
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EP
European Patent Office
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data
communication device
processing system
data communication
sewing machines
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EP04007597A
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EP1475470B1 (de
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Thomas Schmidt
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FRANKL and KIRCHNER GMBH and Co KGFABRIK fur ELEKTROMOTOREN UNDELEKTRISCHE APPARATE
Frankl and Kirchner GmbH and Co KG
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FRANKL and KIRCHNER GMBH and Co KGFABRIK fur ELEKTROMOTOREN UNDELEKTRISCHE APPARATE
Frankl and Kirchner GmbH and Co KG
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05B—SEWING
    • D05B25/00—Sewing units consisting of combinations of several sewing machines
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05B—SEWING
    • D05B19/00—Programme-controlled sewing machines

Definitions

  • the invention relates to a data acquisition and processing system for Monitoring and controlling a network of industrial sewing machines and a method for monitoring and controlling such a network with a data acquisition and processing system.
  • a transmission is via the local network qualified error messages from the respective sewing machine the central monitoring and control computer possible, resulting in an efficient Service of the sewing machines guaranteed.
  • a documentation the entire operation of the sewing machine network possible.
  • the storage of the working data removed from the respective sewing machine can in the data communication device, in a server of the local Network or in the central data store of the central monitoring and Control computer done.
  • the interfaces through which a connection the sewing machines to the data communication device depend on respective sewing machine type. Older sewing machines usually have an RS232 interface or an RS485 interface. In older Sewing machine types may additionally be required for realization the data exchange with the data communication device processor components to exchange the respective machine control. This is with little effort possible.
  • the monitoring and control software of the central monitoring and control computer is an operation tailored to the respective sewing application the data acquisition and processing system possible.
  • the central data store ensures quick access to all in the context of Monitoring and control of collected data.
  • Coded entries according to claim 3 reduce the scope of operation the data acquisition and processing system between the sewing machines and the central monitoring and control computer to be exchanged Dates. A division of the data packets into a function address and a function number is particularly clear.
  • the local area networks according to claim 4 are reliable and ensure one for operating the data acquisition and processing system sufficient data transfer rate.
  • a data communication device can be adapted to different Adapt types of industrial sewing machines.
  • An input interface according to claim 6 increases the flexibility of the Data acquisition and processing system.
  • the most sewing machines already existing data input device can in this way into the system, for example, for the registration of operators, for adaptation of sewing process data or for repair information or service request be used.
  • a buffer of the data communication device according to claim 7 allows retrieval of cached data there in larger Time intervals, for example daily.
  • An internal clock of the data communication device allowed a data storage with assigned real-time information. It is then possible, the exact time of creation of the respective stored Working date with automatically file, in particular for the monitoring and for a statistical analysis of the working data is advantageous.
  • An evaluation module provides the ability to specifically determine Error types or frequencies or other significant information during operation of the industrial sewing machine network. This creates the possibility of repairing errors occurring to make corrections to the concept of the industrial sewing machine group, to avoid particularly common mistakes.
  • Another object of the invention is to provide a method of monitoring and controlling an industrial sewing machine network with the invention Specify data acquisition and processing system.
  • connection of a pattern sewing machine according to claim 12 allows a specification of sewing process data that is exactly matched to the respective sewing situation through the central monitoring and control computer.
  • a bidirectional data transfer via the data input device is given, also an acknowledgment for example one Service request possible.
  • the data input device can in particular Also be designed so that a voice message is possible.
  • Caching according to claim 15 reduces the requirements to the local network. Alternatively to such a caching is also an online monitoring possible.
  • the presentation of the data according to claim 18 may also be the possibility Sorting the data according to certain sorting algorithms or a search function for certain transmitted work data include. If data packets with function addresses and function numbers can be transmitted according to claim 3, for example, according to certain Function addresses or function numbers are searched for to detect the occurrence of certain individual events.
  • a data acquisition system denoted overall by the reference numeral 1 in FIG. and processing system is used for monitoring and control of a composite 2 of industrial sewing machines 3.
  • Any industrial sewing machine 3 has its own machine control 4 and one executed as a terminal 5 Data input device.
  • Each terminal 5 has a control panel as well as a display.
  • a first bidirectional signal path 6 is every machine control 4 with a data communication device 7 in connection.
  • the signal path 6 may be, for example, a signal line connected to the machine control 4 communicates via an RS232 interface. Others too Types of signal connections and interfaces can - depending on Type of sewing machine 3 to be connected - used in the signal path 6 come. This may include a wireless signal connection.
  • data acquisition and processing system 1 shown in FIG is a single data communication device 7 for data communication with all industrial sewing machines 3 of the composite 2 provided.
  • Data acquisition and processing system 1 can also several Data communication devices 7 may be provided.
  • the number of data communication devices 7, however, is less than or equal to that of Industrial sewing machines 3.
  • a bidirectional signal connection 8 Via a bidirectional signal connection 8 is the data communication device 7 with a local network 9 in connection. The latter is via a further bidirectional signal connection 10 with a central Surveillance and control computer 11 of the data acquisition and processing system 1 in conjunction.
  • the two signal connections 8, 10 corresponding to the first signal path 6 may be formed together with the local network 9 shows a second signal path 12 for connecting the data communication device 7 with the central monitoring and control computer 11.
  • Another bidirectional signal connection 13 is the central monitoring and control computer 11 also via the network 9 with a Pattern sewing machine 14 with machine control 15 and terminal 16 connected.
  • Another bidirectional signal connection 17 provides a data connection between the central monitoring and control computer 11 and a central data memory 18.
  • the latter comprises several, in FIG. 1 a total of six, data storage modules 19.
  • the internal structure of the data communication device 7 is shown schematically Fig. 2.
  • a microprocessor 20 of the data communication device 7 is over a first section 21 of an internal bus system 22 with a RAM 23 as a storage unit, a flash ROM 24 and an internal real time clock 25 in connection.
  • Via a second section 26 of the internal bus system 22 is the microprocessor 20 with a flash card interface 27, a Universal Asynchronous Receiver / Transmitter (UART) 28, a Ethernet Interface 29, a Profibus / CAN Bus Interface 30, a universal Serial Bus (USB) Interface 31, a multi-port I / O device (Multiport I / O) 32 and a terminal interface 33 in connection.
  • the UART 28 in turn has data lines 34 with a total of sixteen RS232 interfaces 35 and over a data line 36 with an RS485 interface 37 in conjunction. to electrical supply of the data communication device 7 is used Power supply 38.
  • the various interface variants 27 to 37 of the data communication device 7 can each for connecting the data communication device 7 with the industrial sewing machines 3 and the local network 9 be used.
  • the connection of the data communication device takes place 7 with the industrial sewing machines 3 on the RS232 interfaces 35.
  • the connection is made of the data communication device 7 with the local network 9 via the ethernet interface 29.
  • FIG. 4 shows a data packet 39.
  • the work data may be Sewing process data or operating data or service requests the industrial sewing machines 3 act.
  • Each data packet 39 is a specific process or operating situation of industrial sewing machines 3 and includes a function address 40 and a function number 41st
  • the function address 40 refers to a central monitoring and Control computer 11 stored general function and can, for example be a four-digit decimal number.
  • the function number 41 is used for the individualization of the function to which the function address refers, and may be, for example, an eight digit decimal number.
  • the data packets 39 is still a real-time information in the data communication device 7 assigned.
  • the microprocessor 20 asks the internal Real-time clock 25 off.
  • the establishment of a function address 40 and a Function number 41 has the advantage of providing an open system whose functionality is used by every user of the data acquisition and processing system 1 can be set individually.
  • a method for monitoring and controlling the network 2 with the Data acquisition and processing system 1 proceeds as follows:
  • a first forwarding step 44 the central monitoring and Control computer 11, the Nähreaments on the second signal path 12th to the data communication device 7 on.
  • the sewing process data is coming on the Ethernet interface 29 of the data communication device 7 and, controlled by the microprocessor 20, directed to the UART 28. If necessary, the sewing process data may also be stored in the storage unit 23 of the Data communication device 7 are stored. This caching takes place in a buffer step 45.
  • the cached Sewing process data may be requested by the machine controls 4 from Data communication device 7 retrieved via the RS232 interfaces 35 become.
  • the UART 28 distributes the sewing process data over the data lines 34 and the RS232 interfaces 35 and the first signal paths 6 to the Machine controls 4 of industrial sewing machines 3. This is done in one second forwarding step 46.
  • the Sewing process data as a record or as a parameter in the machine controls 4 can also be deposited via the terminals 5 of the industrial sewing machines 3 programmed or dependent be changed by the sewing process by the operator. Either by hand as well as with the help of the described method for sewing data programming can use multiple seam patterns in the machine controls 4 and retrieved depending on the article to be sewn become.
  • operating data of the sewing machine 3 in a Detection step 47 detected by means of appropriate sensors and encoders.
  • These operating data may include the following data: actual speed, Power ON state, drive running, seam end, free seam active, counted seam active, sewing foot lift active, locking active, thread trimmer active as well as error status.
  • Other data that are collected are those in the respective Machine control 4 present sewing process data.
  • End Work data can also be in the course of an input step 48 via the terminal 5 are entered by hand in the machine control 4.
  • the entered or entered data are then in another Forwarding step 49 from the machine controls 4 over the first Signal paths 6 transmitted to the data communication device 7 and come there via the RS232 interfaces 35.
  • the data is then over the UART 28 and, controlled by the microprocessor 20, to the Ethernet Interface 29 forwarded.
  • the detected Data controlled by the microprocessor 20 in the memory unit 23 in one Intermediate storage step 50 filed and retrieved as needed.
  • caching the work data in the staging steps 45 and 50 may be a forwarding of the work data also online, for example every 500 ms.
  • Via the ethernet interface 29 then enter the acquired data via the second signal path 12 to the central monitoring and control computer 11. This is done in a second forwarding step 51.
  • the recorded work data controlled by the central monitoring and control Control computer 11, stored in the central data memory 18. This is done in a storage step 52.
  • the storage of the acquired work data in central data memory 18 takes place in a standard database format, for example in the format DBASE.
  • the work data recorded during a production day are then in an evaluation step 53 from the central monitoring and Control computer 11 evaluated.
  • the evaluation can be done with, for example Help one of the known database programs done.
  • the evaluation in the evaluation step 53 takes place in an evaluation module 53 a of the central Monitoring and control computer 11.
  • the respective industrial sewing machine 3 for example, be assigned a serial number.
  • a Data packet 39 via the terminal 5 of the industrial sewing machine 3 a. It takes place First, enter the function address 40, which is used for entering the Serial number is available. Subsequently, the function number 41 is the Enter the serial number of the machine. With the input step 48 can also the registration of an operator at the beginning of a commissioning the industrial sewing machine 3 done. This is also a data package 39 entered.
  • the input is made for entering a personnel number standing function address 40.
  • a function number 41 entered the personnel number of the operator.
  • a mechanic will be logged in.
  • the conclusion of a Service process can by entering a corresponding data packet 39 are entered. For this purpose, besides one representing the service end Function address 40 still as function number 41 the kind entered the service or repair work.
  • a service request can also be made.
  • the operator gives a data packet 39 with a service request representative function address 40 and a specific Service content relevant function number.
  • a function number 41 can, for example, for the service order "replace thread bobbin" stand.
  • the receipt of such service requests can be done via the central Monitoring and control computer 11 are acknowledged.
  • the service request can then be further processed. This can be for example an automatic request for information to a service mechanic by phone call, email, SMS.
  • the evaluated work data are then in a presentation step 54 on a screen of the central monitoring and Control computer 11 shown.
  • This is done Representation for example in tabular form, with a column selection and a sorting preset can be specified.
  • the table shown can be used for Example the industrial sewing machines 3 used in the production Manufacturer and type and with serial number as well as to each include sewing order. Also, for example, the currently active operators or the currently active mechanics or the service work currently being performed or the one not currently being performed Service requests are presented.
  • the working data can in the presentation step 54 also in terms of time based on the associated real-time information the data packets 39 are sorted. In the frame of the evaluation step 53 are also search functions, for example, according to certain Function addresses 40 or function numbers 41 possible.
  • the in the presentation step 54 work data shown can be deleted on request, changed or re-entered.
  • the operating data can also be evaluated and correspondingly, in particular also graphically represented.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Sewing Machines And Sewing (AREA)

Abstract

Ein Datenerfassungs- und -verarbeitungssystem (1) dient zur Überwachung und Steuerung eines Verbundes (2) von Industrienähmaschinen (3). Das System (1) umfasst einen zentralen Überwachungs- und Steuerrechner (11), der mit einem zentralen Datenspeicher (18) verbunden ist. Erfasste Arbeitsdaten der Nähmaschinen (3) werden über einen ersten Signalweg (6) zunächst an ein Datenkommunikationsgerät (7) für eine Mehrzahl von Nähmaschinen (3) weitergeleitet. Anschließend werden die Arbeitsdaten vom Datenkommunikationsgerät (7) über ein lokales Netzwerk (9) an den zentralen Überwachungs- und Steuerrechner (11) weitergeleitet. Das Datenkommunikationsgerät (7) hat eine Standard-Schnittstelle zur Verbindung mit einer jeweiligen Maschinensteuerung (4) der Nähmaschine (3). Es resultiert ein System (1), welches bei geringem baulichen Aufwand eine hohe Betriebssicherheit bietet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Datenerfassungs- und -verarbeitungssystem zur Überwachung und Steuerung eines Verbundes von Industrienähmaschinen sowie ein Verfahren zur Überwachung und Steuerung eines solchen Verbundes mit einem Datenerfassungs- und -verarbeitungssystem.
Aus der US 5 970 894 A ist ein Datenerfassungs- und -verarbeitungssystem zur Überwachung und Steuerung eines Verbundes von Industrienähmaschinen bekannt, bei dem eine Mehrzahl von Industrienähmaschinen jeweils gesondert mit einem zentralen Überwachungs- und Steuerrechner verbunden ist, der für die Nähmaschinen Nähprozessdaten vorgibt und reparaturrelevante Daten, die in jeder Industrienähmaschine individuell abgelegt sind, abfragt. Zur Anbindung einer einzelnen Industrienähmaschine am Steuer- und Überwachungsrechner ist eine Mehrzahl spezieller Lösungen vorgeschlagen, insbesondere die Anbindung über ein lokales Netzwerk. Die Abspeicherung reparaturrelevanter Daten in Speichermedien der einzelnen Nähmaschinen stellt dann ein Problem dar, wenn die Nähmaschine derart ausfällt, dass über den zentralen Steuerungs- und Überwachungsrechner ein Zugriff auf den internen Speicher der Nähmaschine nicht mehr möglich ist. Ältere Nähmaschinentypen weisen zudem keine Schnittstellen zur Anbindung an die derzeit gebräuchlichen lokalen Netzwerke auf. Die Adaption jeder einzelnen Nähmaschine an ein derzeit gebräuchliches lokales Netzwerk ist wiederum zu aufwendig.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Datenerfassungs- und -verarbeitungssystem der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass es flexibel und betriebssicher auch für einen Nähmaschinenverbund einsetzbar ist, welcher ältere Nähmaschinen beinhaltet.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Datenerfassungs- und - verarbeitungssystem mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es anstelle der aufwendigen Anbindung jeder einzelnen älteren Nähmaschine an ein lokales Netzwerk über zum Beispiel eine RS232-Schnittstelle und ein sogenanntes Gateway möglich ist, zur Anbindung einer Mehrzahl von Nähmaschinen des Verbundes ein einzelnes Datenkommunikationsgerät einzusetzen. Dies verringert den Geräteaufwand bei der Anbindung der Nähmaschinen an das lokale Netzwerk beträchtlich. Durch eine derartige Anbindung an das lokale Netzwerk ist zudem die Möglichkeit geschaffen, für alle Nähmaschinen des Verbundes, also auch für ältere Nähmaschinentypen, eine von der jeweiligen Nähmaschine getrennte Abspeicherung der Arbeitsdaten der Nähmaschine vorzunehmen. Arbeitsdaten können hierbei Nähprozessdaten, also Daten zu den Nähaufgaben der einzelnen Nähmaschine, und Betriebsdaten der Nähmaschine sein. Über das lokale Netzwerk ist insbesondere eine Übertragung qualifizierter Fehlermeldungen von der jeweiligen Nähmaschine an den zentralen Überwachungs- und Steuerrechner möglich, was einen effizienten Service der Nähmaschinen gewährleistet. Auch ist eine Dokumentation des gesamten Betriebsablaufs des Nähmaschinenverbundes möglich. Die von der jeweiligen Nähmaschine entfernte Speicherung der Arbeitsdaten kann im Datenkommunikationsgerät, in einem Server des lokalen Netzwerks oder im zentralen Datenspeicher des zentralen Überwachungsund Steuerrechners erfolgen. Die Schnittstellen, über die eine Anbindung der Nähmaschinen an das Datenkommunikationsgerät erfolgt, hängen vom jeweiligen Nähmaschinentyp ab. Ältere Nähmaschinen haben in der Regel eine RS232-Schnittstelle oder auch eine RS485-Schnittstelle. Bei älteren Nähmaschinentypen kann es zusätzlich erforderlich sein, zur Realisierung des Datenaustausches mit dem Datenkommunikationsgerät Prozessor-Bauteile der jeweiligen Maschinensteuerung auszutauschen. Dies ist mit geringem Aufwand möglich. Je nach der Ausgestaltung der Überwachungs- und Steuerungssoftware des zentralen Überwachungs- und Steuerrechners ist ein auf die jeweilige Nähanwendung zugeschnittener Betrieb des Datenerfassungs- und -verarbeitungssystems möglich. Der zentrale Datenspeicher gewährleistet einen schnellen Zugriff auf alle im Rahmen der Überwachung und Steuerung erhobenen Daten.
Datenpakete nach Anspruch 2 können sowohl Nähprozess- als auch Betriebsdatenpakete sein. Derartige Datenpakete lassen sich über Standard-Schnittstellen einfach übertragen.
Codierte Einträge nach Anspruch 3 verringern den Umfang der im Betrieb des Datenerfassungs- und -verarbeitungssystems zwischen den Nähmaschinen und dem zentralen Überwachungs- und Steuerrechner auszutauschenden Daten. Eine Aufteilung der Datenpakete in eine Funktionsadresse und eine Funktionsnummer ist dabei besonders übersichtlich.
Die lokalen Netzwerke nach Anspruch 4 sind betriebssicher und gewährleisten eine zum Betrieb des Datenerfassungs- und -verarbeitungssystems ausreichende Datenübertragungsrate.
Ein Datenkommunikationsgerät nach Anspruch 5 lässt sich an unterschiedliche Typen von Industrienähmaschinenverbunden anpassen.
Eine Eingabe-Schnittstelle nach Anspruch 6vergrößert die Flexibilität des Datenerfassungs- und -verarbeitungssystems. Die bei den meisten Nähmaschinen schon vorhandene Dateneingabeeinrichtung kann auf diese Weise in das System zum Beispiel zur Anmeldung von Bedienpersonen, zur Anpassung von Nähprozessdaten oder zur Reparaturinformation oder zur Serviceanfrage genutzt werden. Alternativ ist es möglich, eine spezielle, auf das Datenerfassungs- und -verarbeitungssystem zugeschnittene Dateneingabeeinrichtung bei jeder Nähmaschine des Verbundes vorzusehen.
Ein Zwischenspeicher des Datenkommunikationsgeräts gemäß Anspruch 7 ermöglicht einen Abruf der dort zwischengespeicherten Daten in größeren Zeitabständen, zum Beispiel täglich.
Eine interne Uhr des Datenkommunikationsgeräts gemäß Anspruch 8 erlaubt eine Datenspeicherung mit zugeordneter Echtzeitinformation. Es ist dann möglich, den genauen Zeitpunkt des Erstellens des jeweiligen abgespeicherten Arbeitsdatums automatisch mit abzulegen, was insbesondere für die Überwachung und für eine statistische Auswertung der Arbeitsdaten vorteilhaft ist.
Ein Auswertemodul nach Anspruch 9 schafft die Möglichkeit, gezielt bestimmte Fehlertypen oder -häufigkeiten oder andere signifikante Informationen während des Betriebs des Industrienähmaschinenverbundes zu erfassen. Dies schafft die Möglichkeit, über die Reparatur auftretender Fehler hinaus Korrekturen am Konzept des Industrienähmaschinenverbundes vorzunehmen, um besonders häufig auftretende Fehler zu vermeiden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Überwachung und Steuerung eines Industrienähmaschinenverbundes mit dem erfindungsgemäßen Datenerfassungs- und -verarbeitungssystem anzugeben.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 10.
Mit einem derartigen Verfahren ist insbesondere eine Betriebsüberwachung aller Industrienähmaschinen möglich, ohne dass die einzelnen Industrienähmaschinen aufwendig umgerüstet werden müssen.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus der obigen Diskussion des erfindungsgemäßen Datenerfassungs- und -verarbeitungssystems.
Die Anbindung einer Muster-Nähmaschine gemäß Anspruch 12 erlaubt eine auf die jeweilige Nähsituation exakt abgestimmte Vorgabe von Nähprozessdaten durch den zentralen Überwachungs- und Steuerrechner.
Beim Eingeben von Arbeitsdaten über eine Dateneingabeeinrichtung gemäß Anspruch 14 ist, falls ein bidirektionaler Datentransfer über die Dateneingabeeinrichtung gegeben ist, auch eine Quittierung zum Beispiel einer Serviceanforderung möglich. Die Dateneingabeeinrichtung kann insbesondere auch derart ausgeführt sein, dass eine Sprachmeldung möglich ist.
Ein Zwischenspeichern gemäß Anspruch 15 reduziert die Anforderungen an das lokale Netzwerk. Alternativ zu einer derartigen Zwischenspeicherung ist auch eine Online-Überwachung möglich.
Das Darstellen der Daten gemäß Anspruch 18 kann auch die Möglichkeit eines Sortierens der Daten nach bestimmten Sortieralgorhythmen beziehungsweise eine Suchfunktion nach bestimmten übertragenen Arbeitsdaten umfassen. Falls Datenpakete mit Funktionsadressen und Funktionsnummern gemäß Anspruch 3 übertragen werden, kann zum Beispiel nach bestimmten Funktionsadressen oder Funktionsnummern gesucht werden, um das Auftreten bestimmter Einzelvorgänge zu erfassen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1
schematisch die Datenkommunikation innerhalb eines Datenerfassungs- und -verarbeitungssystems zur Überwachung und Steuerung eines Verbundes von Industrienähmaschinen;
Fig. 2
schematisch den internen Aufbau eines Datenkommunikationsgeräts des Datenerfassungs- und -verarbeitungssystems von Fig. 1;
Fig. 3
ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Überwachung und Steuerung eines Verbundes von Industrienähmaschinen mit dem Datenerfassungs- und -verarbeitungssystems der Fig. 1 und 2; und
Fig. 4
ein Datenpaket, mit dem Daten innerhalb des Datenerfassungs- und - verarbeitungssystems der Fig. 1 transferiert werden.
Ein in Fig. 1 insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnetes Datenerfassungs- und -verarbeitungssystem dient zur Überwachung und Steuerung eines Verbundes 2 von Industrienähmaschinen 3. Jede Industrienähmaschine 3 hat eine eigene Maschinensteuerung 4 sowie eine als Terminal 5 ausgefiihrte Dateneingabeeinrichtung. Jedes Terminal 5 hat ein Bedienfeld sowie ein Display.
Über einen ersten bidirektionalen Signalweg 6 steht jede Maschinensteuerung 4 mit einem Datenkommunikationsgerät 7 in Verbindung. Der Signalweg 6 kann zum Beispiel eine Signalleitung sein, die mit der Maschinensteuerung 4 über eine RS232-Schnittstelle kommuniziert. Auch andere Typen von Signalverbindungen und von Schnittstellen können - je nach Typ der anzubindenden Nähmaschine 3 - beim Signalweg 6 zum Einsatz kommen. Hierzu kann auch eine drahtlose Signalverbindung gehören.
Beim in Fig. 1 dargestellten Datenerfassungs- und -verarbeitungssystem 1 ist ein einziges Datenkommunikationsgerät 7 zur Datenkommunikation mit allen Industrienähmaschinen 3 des Verbunds 2 vorgesehen. Bei einem alternativen Datenerfassungs- und -verarbeitungssystem 1 können auch mehrere Datenkommunikationsgeräte 7 vorgesehen sein. Die Anzahl der Datenkommunikationsgeräte 7 ist jedoch geringer oder gleich derjenigen der Industrienähmaschinen 3.
Über eine bidirektionale Signalverbindung 8 steht das Datenkommunikationsgerät 7 mit einem lokalen Netzwerk 9 in Verbindung. Letzteres steht über eine weitere bidirektionale Signalverbindung 10 mit einem zentralen Überwachungs- und Steuerrechner 11 des Datenerfassungs- und -verarbeitungssystems 1 in Verbindung.
Die beiden Signalverbindungen 8, 10, die entsprechend dem ersten Signalweg 6 ausgebildet sein können, stellen gemeinsam mit dem lokalen Netzwerk 9 einen zweiten Signalweg 12 zur Verbindung des Datenkommunikationsgeräts 7 mit dem zentralen Überwachungs- und Steuerrechner 11 dar.
Über eine weitere bidirektionale Signalverbindung 13 ist der zentrale Überwachungs- und Steuerrechner 11 ebenfalls über das Netzwerk 9 mit einer Muster-Nähmaschine 14 mit Maschinensteuerung 15 und Terminal 16 verbunden.
Eine weitere bidirektionale Signalverbindung 17 stellt eine Datenverbindung zwischen dem zentralen Überwachungs- und Steuerrechner 11 und einem zentralen Datenspeicher 18 dar. Letzterer umfasst mehrere, in Fig. 1 insgesamt sechs, Datenspeicher-Module 19.
Den internen Aufbau des Datenkommunikationsgeräts 7 zeigt schematisch Fig. 2. Ein Mikroprozessor 20 des Datenkommunikationsgeräts 7 steht über einen ersten Abschnitt 21 eines internen Bus-Systems 22 mit einem RAM 23 als Speichereinheit, einem Flash ROM 24 und einer internen Echtzeituhr 25 in Verbindung. Über einen zweiten Abschnitt 26 des internen Bus-Systems 22 steht der Mikroprozessor 20 mit einem Flash Card Interface 27, einem Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART) 28, einem Ethernet Interface 29, einem Profibus/CAN Bus Interface 30, einem Universal Serial Bus (USB) Interface 31, einer Mehrfachanschluss-Ein/Ausgabeeinrichtung (Multiport I/O) 32 und einer Terminal-Schnittstelle 33 in Verbindung. Der UART 28 seinerseits steht über Datenleitungen 34 mit insgesamt sechzehn RS232-Schnitttstellen 35 und über eine Datenleitung 36 mit einer RS485-Schnittstelle 37 in Verbindung. Zur elektrischen Versorgung des Datenkommunikationsgerätes 7 dient ein Netzteil 38.
Die verschiedenen Schnittstellen-Varianten 27 bis 37 des Datenkommunikationsgeräts 7 können jeweils zur Verbindung des Datenkommunikationsgeräts 7 mit den Industrienähmaschinen 3 und dem lokalen Netzwerk 9 eingesetzt werden. Beim Datenerfassungs- und -verarbeitungssystem 1 des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 1 bis 3 erfolgt die Verbindung des Datenkommunikationsgeräts 7 mit den Industrienähmaschinen 3 über die RS232-Schnittstellen 35. Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Verbindung des Datenkommunikationsgeräts 7 mit dem lokalen Netzwerk 9 über das Ethernet Interface 29.
In Fig. 4 dargestellt ist ein Datenpaket 39. In Form derartiger Datenpakete 39 werden Arbeitsdaten innerhalb des Datenerfassungs- und -verarbeitungssystems 1 transferiert. Bei den Arbeitsdaten kann es sich um Nähprozessdaten beziehungsweise um Betriebsdaten oder um Serviceanforderungen der Industrienähmaschinen 3 handeln. Jedes Datenpaket 39 ist einer bestimmten Prozess- oder Betriebssituation der Industrienähmaschinen 3 zugeordnet und umfasst eine Funktionsadresse 40 und eine Funktionsnummer 41.
Die Funktionsadresse 40 verweist auf eine im zentralen Überwachungsund Steuerrechner 11 abgelegte allgemeine Funktion und kann beispielsweise eine vierstellige Dezimalzahl sein. Die Funktionsnummer 41 dient zur Individualisierung der Funktion, auf welche die Funktionsadresse verweist, und kann beispielsweise eine achtstellige Dezimalzahl sein. Den Datenpaketen 39 wird im Datenkommunikationsgerät 7 noch eine Echtzeit-Information zugeordnet. Hierzu fragt der Mikroprozessor 20 die interne Echtzeituhr 25 ab. Die Einrichtung einer Funktionsadresse 40 und einer Funktionsnummer 41 hat den Vorteil, dass dadurch ein offenes System bereitgestellt ist, dessen Funktionalität von jedem Anwender des Datenerfassungs- und -verarbeitungssystems 1 individuell festgelegt werden kann.
Ein Verfahren zur Überwachung und Steuerung des Verbundes 2 mit dem Datenerfassungs- und -verarbeitungssystem 1 läuft folgendermaßen ab:
Zunächst erfolgt eine Nähdatenprogrammierung, die dann entfallen kann, wenn auf den Industrienähmaschinen 3 immer das gleiche Nähprogramm abläuft. Bei der Nähdatenprogrammierung werden in einem Vorgabeschritt 42 zunächst Nähprozessdaten vorgegeben. Hierzu werden mit Hilfe der Muster-Mähmaschine 14 Musternähte genäht, bis alle Parameter und Randbedingungen für die mit den Industrienähmaschinen 3 aufzubringenden Nähte festgelegt sind. Die Arbeitsweise der Muster-Nähmaschine 14 kann vom zentralen Überwachungs- und Steuerrechner 11 über die bidirektionale Signalverbindung 13 beeinflusst werden. Nach Abschluss des Muster-Nähvorgangs werden die so bestimmten Nähprozessdaten über die Signalverbindung 13 von der Muster-Nähmaschine 14 an den zentralen Überwachungs- und Steuerrechner 11 übertragen. Dieser steuert dann in einem Ablageschritt 43 das Ablegen und Katalogisieren der Nähprozessdaten in den Datenspeicher-Modulen 19 des zentralen Datenspeichers 18.
In einem ersten Weiterleitungsschritt 44 leitet der zentrale Überwachungsund Steuerrechner 11 die Nähprozessdaten über den zweiten Signalweg 12 an das Datenkommunikationsgerät 7 weiter. Die Nähprozessdaten kommen am Ethernet Interface 29 des Datenkommunikationsgeräts 7 an und werden, gesteuert durch den Mikroprozessor 20, an den UART 28 angeleitet. Bei Bedarf können die Nähprozessdaten auch in der Speichereinheit 23 des Datenkommunikationsgeräts 7 abgelegt werden. Dieses Zwischenspeichern erfolgt in einem Zwischenspeicherschritt 45. Die zwischengespeicherten Nähprozessdaten können bei Bedarf von den Maschinensteuerungen 4 vom Datenkommunikationsgerät 7 über die RS232-Schnittstellen 35 abgerufen werden. Der UART 28 verteilt die Nähprozessdaten über die Datenleitungen 34 und die RS232-Schnittstellen 35 und die ersten Signalwege 6 an die Maschinensteuerungen 4 der Industrienähmaschinen 3. Dies erfolgt in einem zweiten Weiterleitungs-Schritt 46.
Damit ist das Verfahren zur Nähdatenprogrammierung abgeschlossen. Die Nähprozessdaten, die als Datensatz oder als Parameter in den Maschinensteuerungen 4 hinterlegt sein können, können alternativ auch über die Terminals 5 der Industrienähmaschinen 3 programmiert beziehungsweise abhängig vom Nähablauf von der Bedienperson verändert werden. Sowohl von Hand als auch mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens zur Nähdatenprogrammierung können mehrere Nahtpattern in die Maschinensteuerungen 4 einprogrammiert werden und abhängig vom zu nähenden Artikel abgerufen werden.
Über die mit Hilfe der beschriebenen Nähdatenprogrammierung erfolgende Vorgabe der Nähprozessdaten durch den zentralen Überwachungs- und Steuerrechner 11 ist eine vollständige Nahtdokumentation während des Betriebs des Verbunds 2 möglich.
Weiterhin gehört zur Überwachung und Steuerung des Verbunds 2 mit Hilfe des Datenerfassungs- und -verarbeitungssystems 1 auch eine Verwaltung und Auswertung der Arbeitsdaten der einzelnen Industrienähmaschinen 3 des Verbunds 2. Hierzu werden Betriebsdaten der Nähmaschine 3 in einem Erfassungsschritt 47 mit Hilfe entsprechender Sensoren und Geber erfasst. Zu diesen Betriebsdaten können folgende Daten gehören: Ist-Drehzahl, Netz-Ein-Zustand, Antrieb läuft, Nahtende, freie Naht aktiv, gezählte Naht aktiv, Nähfußlüftung aktiv, Verriegelung aktiv, Fadenabschneider aktiv sowie Fehlerstatus. Weitere Daten, die erfasst werden, sind die in der jeweiligen Maschinensteuerung 4 vorliegenden Nähprozessdaten. Schließlich können Arbeitsdaten auch im Zuge eines Eingabeschritts 48 über das Terminal 5 von Hand in die Maschinensteuerung 4 eingegeben werden. Die erfassten oder eingegebenen Daten werden anschließend in einem weiteren Weiterleitungs-Schritt 49 von den Maschinensteuerungen 4 über die ersten Signalwege 6 an das Datenkommunikationsgerät 7 übertragen und kommen dort über die RS232-Schnittstellen 35 an. Die Daten werden dann über den UART 28 und, gesteuert durch den Mikroprozessor 20, an das Ethernet Interface 29 weitergeleitet. Alternativ oder zusätzlich können die erfassten Daten, gesteuert vom Mikroprozessor 20, in der Speichereinheit 23 in einem Zwischenspeicherschritt 50 abgelegt und bei Bedarf abgerufen werden. Anstelle einer Zwischenspeicherung der Arbeitsdaten in den Zwischenspeicherschritten 45 und 50 kann eine Weiterleitung der Arbeitsdaten auch online, zum Beispiel alle 500 ms, erfolgen. Über das Ethernet Interface 29 gelangen die erfassten Daten anschließend über den zweiten Signalweg 12 hin zum zentralen Überwachungs- und Steuerrechner 11. Dies geschieht in einem zweien Weiterleitungs-Schritt 51. Anschließend werden die erfassten Arbeitsdaten, gesteuert vom zentralen Überwachungs- und Steuerrechner 11, im zentralen Datenspeicher 18 abgelegt. Dies erfolgt in einem Speicherschritt 52. Das Abspeichern der erfassten Arbeitsdaten im zentralen Datenspeicher 18 erfolgt in einem üblichen Datenbankformat, zum Beispiel im Format DBASE.
Die zum Beispiel während eines Produktionstages erfassten Arbeitsdaten werden sodann in einem Auswerteschritt 53 vom zentralen Überwachungsund Steuerrechner 11 ausgewertet. Die Auswertung kann zum Beispiel mit Hilfe eines der bekannten Datenbankprogramme erfolgen. Die Auswertung im Auswerteschritt 53 erfolgt in einem Auswertemodul 53a des zentralen Überwachungs- und Steuerrechners 11.
Im Rahmen des Eingabeschritts 48 kann der jeweiligen Industrienähmaschine 3 zum Beispiel eine Seriennummer zugeordnet werden. Hierzu gibt die Bedienperson, welche die Industrienähmaschine 3 installiert hat, ein Datenpaket 39 über das Terminal 5 der Industrienähmaschine 3 ein. Es erfolgt zunächst die Eingabe der Funktionsadresse 40, die für die Eingabe der Seriennummer steht. Anschließend erfolgt als Funktionsnummer 41 die Eingabe der Seriennummer der Maschine. Mit dem Eingabeschritt 48 kann auch die Anmeldung einer Bedienperson zu Beginn einer Inbetriebnahme der Industrienähmaschine 3 erfolgen. Hierzu wird ebenfalls ein Datenpaket 39 eingegeben. Zunächst erfolgt die Eingabe der für die Eingabe einer Personalnummer stehenden Funktionsadresse 40. Anschließend wird als Funktionsnummer 41 die Personalnummer der Bedienperson eingegeben. In gleicher Weise kann auch durch Eingabe entsprechender Datenpakete 39 ein Mechaniker angemeldet werden. Auch zum Beispiel der Abschluss eines Servicevorgangs kann durch Eingabe eines entsprechenden Datenpakets 39 eingegeben werden. Hierzu wird neben einer das Serviceende repräsentierenden Funktionsadresse 40 noch als Funktionsnummer 41 die Art der Service- oder Reparaturarbeit eingegeben.
Mit Hilfe des Eingabeschritts 48 kann auch eine Serviceanfrage erfolgen. Hierzu gibt die Bedienperson ein Datenpaket 39 mit einer eine Serviceanfrage repräsentierenden Funktionsadresse 40 und eine den spezifischen Serviceinhalt betreffende Funktionsnummer ein. Eine derartige Funktionsnummer 41 kann zum Beispiel für den Serviceauftrag "Fadenspule ersetzen" stehen. Der Empfang derartiger Serviceanfragen kann über den zentralen Überwachungs- und Steuerrechner 11 quittiert werden. Die Serviceanfrage kann dann weiter bearbeitet werden. Hierbei kann es sich zum Beispiel um eine automatische Informationsanfrage an einen Servicemechaniker mittels Telefonanruf, Email, SMS handeln.
Zur Eingabe längerer Sequenzen von Datenpaketen 39 zum Beispiel bei der Vorgabe von Nähprozessdaten kommen beim Eingabeschritt 48 Software-Eingabemasken zum Einsatz.
Im Rahmen der statistischen Auswertung im Auswerteschritt 53 können zum Beispiel die Gesamtanzahl der Reparaturen während eines bestimmten Zeitraums oder die Anzahl der Reparaturen einer Industriemaschine 3 während eines bestimmten Zeitraums oder die Anzahl aller reparierten Teile während eines bestimmten Zeitraums zusammengestellt werden. Entsprechende Zusammenstellungen sind auch bei den übertragenen Serviceanfragen möglich.
Die ausgewerteten Arbeitsdaten werden anschließend in einem Darstellungsschritt 54 auf einem Bildschirm des zentralen Überwachungs- und Steuerrechners 11 dargestellt. Je nach Auswahl des Benutzers erfolgt diese Darstellung zum Beispiel tabellarisch, wobei eine Spaltenauswahl sowie eine Sortiervorgabe vorgebbar sind. Die dargestellte Tabelle kann zum Beispiel die in der Produktion eingesetzten Industrienähmaschinen 3 mit Hersteller- und Typangabe sowie mit Seriennummer sowie dem jeweils zu fertigenden Nähauftrag umfassen. Auch können zum Beispiel die derzeit tätigen Bedienpersonen beziehungsweise die derzeit tätigen Mechaniker oder die derzeit durchgeführten Servicearbeiten oder die derzeit nicht abgearbeiteten Serviceanfragen dargestellt werden. Die Arbeitsdaten können beim Darstellungsschritt 54 auch zeitlich anhand der zugeordneten Echtzeitinformation der Datenpakete 39 sortiert werden. Im Rahmendes Auswerteschritts 53 sind auch Suchfunktionen, zum Beispiel nach bestimmten Funktionsadressen 40 oder Funktionsnummern 41 möglich. Die im Darstellungsschritt 54 dargestellten Arbeitsdaten können auf Wunsch gelöscht, geändert oder neu eingegeben werden.
Auch die Betriebsdaten können ausgewertet und entsprechend, insbesondere auch graphisch, dargestellt werden.

Claims (18)

  1. Datenerfassungs- und -verarbeitungssystem (1) zur Überwachung und Steuerung eines Verbundes (2) von Industrienähmaschinen (3)
    mit einem zentralen Überwachungs- und Steuerrechner (11), der mit einem zentralen Datenspeicher (18) verbunden ist,
    mit mindestens einem Datenkommunikationsgerät (7), welches
    über einen ersten Signalweg (6) mit Maschinensteuerungen (4) einer Mehrzahl der Nähmaschinen (3) des Verbundes (2) verbindbar ist,
    über einen zweiten Signalweg (12) zumindest zeitweise über ein lokales Netzwerk (9) mit dem zentralen Überwachungsund Steuerrechner (11) verbunden ist, und
    wobei das Datenkommunikationsgerät (7) eine Standard-Schnittstelle (27 bis 37) zur Verbindung mit der jeweiligen Maschinensteuerung (4) aufweist.
  2. Datenerfassungs- und -verarbeitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenkommunikationsgerät (7) derart ausgeführt ist, dass es Arbeitsdaten, zum Beispiel Betriebsdaten, Programmdaten der Steuerung beziehungsweise des Antriebs, Wartungsdaten, Personaldaten (Service-/Bedienperson), Serviceanfragen, Betriebsstundenzählerdaten, der Nähmaschinen (3) in Form von Datenpaketen (39) weiterleitet.
  3. Datenerfassungs- und -verarbeitungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenpakete (39) codierte Einträge (40, 41) enthalten, welche bestimmten Prozess- oder Betriebssituationen zugeordnet sind, wobei die Datenpakete (39) insbesondere eine Funktionsadresse (40), die auf eine im zentralen Überwachungs- und Steuerrechner (11) abgelegte allgemeine Funktion verweist, sowie insbesondere eine Funktionsnummer (41) zur Individualisierung der Funktion enthalten.
  4. Datenerfassungs- und -verarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das lokale Netzwerk (9) ein LAN, insbesondere Ethernet, oder ein Feldbus, wie zum Beispiel CAN, ist.
  5. Datenerfassungs- und -verarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenkommunikationsgerät (7) mehrere Netzwerk-Schnittstellen (29 bis 32) zur Anbindung an unterschiedliche Typen lokaler Netzwerke aufweist und/oder mehrere Kommunikationsschnittstellen (27, 35, 37) zur Anbindung an unterschiedliche Typen von Nähmaschinen (3) aufweist.
  6. Datenerfassungs- und -verarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenkommunikationsgerät (7) eine Eingabe-Schnittstelle (33) zur Verbindung mit einer Dateneingabeeinrichtung (5) an der jeweiligen Nähmaschine (3) aufweist.
  7. Datenerfassungs- und -verarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenkommunikationsgerät (7) einen wiederbeschreibbaren Zwischenspeicher (23, 24) zur Speicherung von Arbeitsdaten der mit dem Datenkommunikationsgerät (7) verbundenen Nähmaschinen (3) aufweist.
  8. Datenerfassungs- und -verarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenkommunikationsgerät (7) eine interne Uhr (25) aufweist.
  9. Datenerfassungs- und -verarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Überwachungsund Steuerrechner (11) ein Auswertemodul (53a) zur statistischen Auswertung der vom Datenkommunikationsgerät (7) empfangenen Arbeitsdaten aufweist.
  10. Verfahren zur Überwachung und Steuerung eines Verbundes (2) von Industrienähmaschinen (3) mit einem Datenerfassungs- und
    verarbeitungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit folgenden Schritten:
    Erfassen (47) von Arbeitsdaten der Nähmaschinen (3) über die jeweilige Maschinensteuerung (4),
    Weiterleiten (49) der Arbeitsdaten von der jeweiligen Maschinensteuerung (4) an das Datenkommunikationsgerät (7),
    Weiterleiten (51) der Arbeitsdaten vom Datenkommunikationsgerät (7) an den zentralen Überwachungs- und Steuerrechner (11),
    Überwachen (53, 54) der Arbeitsdaten durch den zentralen Überwachungs- und Steuerrechner (11).
  11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
    Vorgeben (42) von Nähprozessdaten für mindestens eine der Nähmaschinen (3),
    Weiterleiten (44) der Nähprozessdaten vom zentralen Überwachungs- und Steuerrechner (11) an das Datenkommunikationsgerät (7),
    Weiterleiten (46) der Nähprozessdaten vom Datenkommunikationsgerät (7) an die jeweilige Maschinensteuerung (4).
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorgeben (42) der Nähprozessdaten mit Hilfe einer über das lokale Netzwerk (9) mit dem zentralen Überwachungs- und Steuerrechner (11) verbundenen Muster-Nähmaschine (14) erfolgt.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Nähprozessdaten im zentralen Datenspeicher (18) abgelegt (43) werden.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsdaten über eine Dateneingabeeinrichtung (5) der jeweiligen Nähmaschine (3) eingegeben (48) werden.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, gekennzeichnet durch ein Zwischenspeichern (45, 50) der Arbeitsdaten im Datenkommunikationsgerät (7) bis zum Abruf der Arbeitsdaten.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, gekennzeichnet durch ein statistisches Auswerten (53) der vom Datenkommunikationsgerät (7) empfangenen Arbeitsdaten im zentralen Überwachungsund Steuerrechner (11).
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, gekennzeichnet durch ein Speichern (52) der Arbeitsdaten in einem Datenbankformat.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17, gekennzeichnet durch ein Darstellen (54) der Arbeitsdaten.
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