TWI795298B - 客製化工具機檢測整合系統 - Google Patents

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Abstract

一種客製化工具機檢測整合系統包含一通訊模組、一資料庫、一顯示模組、一使用者操作介面與一整合模組。通訊模組具有一第一通訊協定介面。資料庫用以儲存複數個利用第一通訊協定介面而共用之工具機檢測子系統。顯示模組顯示複數個對應工具機檢測子系統之子系統選項。使用者操作介面供一使用者依據一工作設備之檢測需求選取出至少一工具機檢測子系統定義為至少一待整合工具機檢測子系統。整合模組利用第一通訊協定介面整合對應之待整合工具機檢測子系統以作為一滿足檢測需求之客製化工具機檢測系統，藉以檢測工作設備以獲取一檢測資訊。

Description

客製化工具機檢測整合系統
本發明係有關於一種系統，尤其是指一種客製化工具機檢測整合系統。
工具機被稱為機械之母，為製造業不可或缺的一部份。一般來說，利用動力驅動且無法以人力攜帶的設備，藉由切削、衝擊等物理、化學或其他方法的組合，達到加工物件目的之機器都可以稱之為工具機。
以沖壓機台舉例說明，先前技術都是定期檢查保養或是等到沖壓機台損壞才進行維修。更詳細的說明，會利用過去的經驗估算沖壓機台的模具的整備週期，或是等到發現模具不良或是模具沖壓出來的成品不良才進行整備。
然而，等到損壞才進行維修或是定期檢查保養就會造成產線不預期的停線、過度保養、該維修而未維修、依賴人為經驗、模具過早整備導致壽命縮短或是製造成品不良等問題。因此，先前技術存在改善的空間。
有鑒於在先前技術中，等到工具機損壞才進行維修或是定期檢查保養所造成的產線不預期的停線、過度保養、該維修而未維修、依賴人為經驗、模具過早整備導致壽命縮短或是製造成品不良及其衍生出的種種問題。本發明之一主要目的係提供一種客製化工具機檢測整合系統，用以解決先前技術中的至少一個問題。
本發明為解決先前技術之問題，所採用之必要技術手段為提供一種客製化工具機檢測整合系統，係包含一通訊模組、一資料庫、一顯示模組、一使用者操作介面與一整合模組。通訊模組具有一第一通訊協定介面。資料庫用以儲存複數個利用第一通訊協定介面而共用之工具機檢測子系統，並通信連結通訊模組。顯示模組通信連結資料庫，並顯示複數個對應工具機檢測子系統之子系統選項。使用者操作介面通信連結通訊模組，供一使用者依據一工作設備之至少一檢測需求，在子系統選項中對應選取出至少一者作為至少一待整合子系統選項，待整合子系統選項所對應之至少一工具機檢測子系統係定義為至少一待整合工具機檢測子系統。整合模組通信連結使用者操作介面，藉以依據已選出之待整合子系統選項，並利用第一通訊協定介面整合對應之待整合工具機檢測子系統以作為一滿足檢測需求之客製化工具機檢測系統，藉以檢測工作設備以獲取一檢測資訊。
在上述必要技術手段的基礎下，本發明所衍生之一附屬技術手段為使客製化工具機檢測整合系統中之第一通訊協定介面，更包含一共用資料庫欄位。
在上述必要技術手段的基礎下，本發明所衍生之一附屬技術手段為使客製化工具機檢測整合系統中之第一通訊協定介面，係一HTTP POST介面。
在上述必要技術手段的基礎下，本發明所衍生之一附屬技術手段為使客製化工具機檢測整合系統中之第一通訊協定介面，係一HTTP GET介面。
在上述必要技術手段的基礎下，本發明所衍生之一附屬技術手段為使客製化工具機檢測整合系統，更包含一外加檢測子系統、一外加通訊模組與一轉換模組。外加通訊模組具有一異於第一通訊協定介面之第二通訊協定介面，並通信連結外加檢測子系統。轉換模組通信連結外加通訊模組與資料庫，藉以使利用第二通訊協定介面之外加檢測子系統介接至資料庫。
在上述必要技術手段的基礎下，本發明所衍生之一附屬技術手段為使客製化工具機檢測整合系統中之轉換模組，係一轉譯器。
在上述必要技術手段的基礎下，本發明所衍生之一附屬技術手段為使客製化工具機檢測整合系統中之第二通訊協定介面，係一MODBUS TCP介面。
在上述必要技術手段的基礎下，本發明所衍生之一附屬技術手段為使客製化工具機檢測整合系統中之工具機檢測子系統，係至少包含一模具檢測子系統，模具檢測子系統係用以檢測一模具，並使檢測資訊中具有一模具振動加速度值。
在上述必要技術手段的基礎下，本發明所衍生之一附屬技術手段為使客製化工具機檢測整合系統中之工具機檢測子系統，係至少包含一潤滑油檢測子系統，潤滑油檢測子系統係用以檢測一潤滑油，並使檢測資訊中具有一油位值、一濕度指數與一溫度指數。
在上述必要技術手段的基礎下，本發明所衍生之一附屬技術手段為使客製化工具機檢測整合系統中之工具機檢測子系統，係至少包含一馬達檢測子系統，馬達檢測子系統係用以檢測一馬達，並使檢測資訊中具有一馬達轉速值與一馬達振動速度值。
承上所述，本發明利用通訊模組、資料庫、顯示模組、使用者操作介面與整合模組檢測工作設備。相較於先前技術，本發明依據工作設備的檢測需求，從工具機檢測子系統中選取並定義出客製化工具機檢測系統，並即時性地檢測工作設備，藉以達到可以共用又可以客製化的功效。此外，本發明更利用轉換模組、外加通訊模組與外加檢測子系統，使得利用第二通訊協定介面的外加檢測子系統介接至資料庫，供使用者選取以及使用。另外，因為本發明可以供使用者選取工具機檢測子系統或外加檢測子系統，不僅可以解決先前技術需要利用人力、人為經驗、定期檢查、損壞才維修及其衍生出的種種問題，更可以達到即時監測、主動監測、提前預測工具機的狀況避免不預期的停線以及損壞或產生不良品才維修的情形、提升工具機的使用壽命、也可以累積隨時檢測的檢測資訊利用科學避免工具機進行不必要的汰換。
下面將結合示意圖對本發明的具體實施方式進行更詳細的描述。根據下列描述和申請專利範圍，本發明的優點和特徵將更清楚。需說明的是，圖式均採用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。
請參閱第一圖至第三圖，其中，第一圖係顯示本發明較佳實施例所提供之客製化工具機檢測整合系統之方塊圖；第二圖係顯示本發明較佳實施例所提供之一工具機檢測子系統示意圖；以及，第三圖係顯示本發明較佳實施例所提供之另一工具機檢測子系統示意圖。如圖所示，一種客製化工具機檢測整合系統1包含一通訊模組11、一資料庫12、一顯示模組13、一使用者操作介面14與一整合模組15。
通訊模組11具有一第一通訊協定介面P1。在本實施例中，第一通訊協定介面P1更包含一共用資料庫欄位，但不以此為限。第一通訊協定介面P1也可為一HTTP POST介面，或者第一通訊協定介面P1係一HTTP GET介面。
資料庫12用以儲存複數個利用第一通訊協定介面P1而共用的工具機檢測子系統121、122、12n（圖式標示三者示意），並通信連結通訊模組11。需說明的是，工具機檢測子系統121、122、12n的數量為複數個，可以是三個、七個、十五個等，因此，圖式繪製並標示三個工具機檢測子系統121、122、12n，且工具機檢測子系統122與工具機檢測子系統12n之間利用標點符號「…」，藉以表示工具機檢測子系統121、122、12n的數量為複數個。
顯示模組13通信連結資料庫12，並顯示複數個對應該些工具機檢測子系統121、122、12n的子系統選項。顯示模組13可為電腦螢幕、手機螢幕或是其他具有顯示功能的模組。
使用者操作介面14通信連結通訊模組11，供一使用者依據一工作設備E的至少一檢測需求，在該些子系統選項中對應選取出至少一者作為至少一待整合子系統選項，該至少一待整合子系統選項所對應之至少一該些工具機檢測子系統121、122、12n係定義為至少一待整合工具機檢測子系統。使用者操作介面14可以為電腦、手機或是其他具備供使用者操作的介面。
也就是說，當使用者依據檢測需求，而在子系統選項中選出一者作為一待整合子系統選項，該待整合子系統選項所對應到的一工具機檢測子系統（121、122、……、12n中的一個）係定義為一待整合工具機檢測子系統。當使用者依據檢測需求，而在子系統選項中選出多者作為複數個待整合子系統選項，該些待整合子系統選項所對應到的複數個工具機檢測子系統（121、122、……、12n中的複數個）係定義為複數個待整合工具機檢測子系統。
整合模組15通信連結使用者操作介面14，藉以依據已選出的待整合子系統選項，並利用第一通訊協定介面P1整合對應的至少一待整合工具機檢測子系統以作為一滿足檢測需求的客製化工具機檢測系統，藉以檢測工作設備E以獲取一檢測資訊。
因此，使用者便可以依據工作設備E的檢測需求，選取適當的工具機檢測子系統121、122、……、12n，藉以達到客製化的功效。再者，因為工具機檢測子系統121、122、……、12n彼此之間係利用第一通訊協定介面P1而共用，因此，工具機檢測子系統121、122、……、12n也可以使本發明達到共用的功效。
在本實施例中，客製化工具機檢測整合系統1更包含一轉換模組16、一外加通訊模組17與一外加檢測子系統18。
外加通訊模組17具有一第二通訊協定介面P2，並通信連結外加檢測子系統18，其中，第二通訊協定介面P2係相異於該第一通訊協定介面P1。
轉換模組16通信連結外加通訊模組17與資料庫12，藉以使利用第二通訊協定介面P2的外加檢測子系統18介接至資料庫12。因此，使用者還可以選取非利用第一通訊協定介面P1，在本實施例舉例利用第二通訊協定介面P2的外加檢測子系統18示意。轉換模組16可為一轉譯器或是其他具有轉換功能的模組，藉以供利用異於第一通訊協定介面P1的第二通訊協定介面P2的外加檢測子系統18介接於資料庫12。在本實施例中，第二通訊協定介面P2係一MODBUS TCP介面，但不以此為限，第二通訊協定介面P2只要與第一通訊協定介面P1相異即可。
如第二圖所示，工具機檢測子系統121為一模具檢測子系統，用以檢測工作設備E，藉以獲得一檢測資訊。其中，檢測資訊包含健康狀態、剩餘沖壓次數等。
可一併參閱下表一，表一為模具檢測子系統的檢測資訊的示意表格，模具檢測子系統會在每個檢測循環傳送資料至資料庫12，以下面的例子而言，就是傳送vrms1，也就是模具中的其中一個振動感測器取得的模具振動加速度值。因為模具中可能會包含複數個振動感測器取得複數個模具振動加速度值，例如：不同位置、不同軸向等，故在模具振動加速度值後方加上數字藉以區別。其他名詞解釋：createTime表示檢測的時間、deviceCode代表設備編號、channelCode代表通道編號、vrms代表量測值；單位以檢測的時間而言就是ms，設備編號與通道編號則沒有物理量的單位、vrms的單位則為加速度m/s 2；檢測頻率10Hz代表1秒檢測收集10次資料；資料頻率1Hz代表1秒1次，因此每秒會傳送10筆資料。
資料名稱 vrms1 介面 HTTP POST 　
資料庫欄位 createTime deviceCode channelCode vrms
資料型態 TimStamp String String Float
資料單位 ms N/A N/A m/s 2
檢測頻率 10Hz 10Hz 10Hz 10Hz
資料頻率 1Hz 1Hz 1Hz 1Hz
是否有閥值 No No No No
上限閥值 0 0 0 0
下限閥值 0 0 0 0
表一
另外，因為vrms並沒有閾值，故也不會有所謂的上限閾值與下限閾值。上述表格僅為其中一個資料的示意，模具檢測子系統的檢測資訊通常還會包含其他資料，例如：其他vrms、模具健康信心度指標（利用信心數值指標進行評估）等。一般來說，以模具在全新或剛維修整備完之後的振動量測值與長時間沖壓直到判定需要再次維修整備時的振動量測值的變化曲線為基礎，透過數學運算找出最近似的曲線方程式，藉以預測模具磨損的程度，並將上述磨損程度量化成數值就是信心數值指標（Confidenc Value Index；CV Index），此為所屬技術領域中的通常知識，故僅簡單描述。
如第三圖所示，工具機檢測子系統122為一潤滑油檢測子系統，用以檢測工作設備E，藉以獲得一檢測資訊。其中，檢測資訊包含清淨度、飽和含水量、油位等。
潤滑油檢測子系統係用以檢測一潤滑油，並使該檢測資訊中具有一油位值、一濕度指數與一溫度指數。可一併參閱下表二，表二為潤滑油檢測子系統的檢測資訊的示意表格，大部分的表格內容可從表一理解，故不多加贅述。主要差異在於，潤滑油檢測子系統中的油位值具有閾值，故在表二中會存在表一所沒有的上限閾值與下限閾值。
資料名稱 oilLevel 介面 HTTP POST 　
資料庫欄位 createTime deviceCode channelCode level
資料型態 TimStamp String String Float
資料單位 ms N/A N/A %
檢測頻率 0.2Hz 0.2Hz 0.2Hz 0.2Hz
資料頻率 0.2Hz 0.2Hz 0.2Hz 0.2Hz
是否有閥值 No No No Yes
上限閥值 0 0 0 95%
下限閥值 0 0 0 40%
表二
上述表格僅為其中一個資料的示意，潤滑油檢測子系統的檢測資訊通常還會包含其他資料，例如：濕度指數、溫度指數等。
另外，本發明的工具機檢測子系統也可包含一馬達檢測子系統，該馬達檢測子系統係用以檢測一馬達，並使該檢測資訊中具有一馬達轉速值與一馬達振動速度值。
工作設備E以沖壓機台為例，沖壓機台至少包含沖床、模具、傳動組件、潤滑油等元件。因此，使用者便可以選取上述工具機檢測子系統121、上述工具機檢測子系統122以及其他對應到沖床、傳動組件的工具機檢測子系統，藉以定義出客製化工具機檢測系統，以滿足當工作設備E為沖壓機台的檢測需求。
在使用者選取並定義出客製化工具機檢測系統，資料庫12也可以儲存使用者所定義出的客製化工具機檢測系統。因此，其他使用者也可以參考甚至是沿用上述使用者所定義出的客製化工具機檢測系統，另外，同一使用者也可以在下次使用時，再繼續沿用上次所定義出的客製化工具機檢測系統，藉以達到擴大共用的功效。
在本實施例中，外加檢測子系統18可為一外加馬達檢測子系統。可一併參閱下表三，表三為外加馬達檢測子系統的檢測資訊的示意表格。
資料名稱 vrms1 介面 MODBUS TCP  
資料庫欄位 createTime deviceCode channelCode rms
取得方式 填入Query時間 填0 填1 透過MODBUS TCP介面詢問暫存器0x30011與0x30012
資料單位 ms N/A N/A m/s 2
檢測頻率 1Hz 1Hz 1Hz 以每秒1次進行詢問
資料頻率 1Hz 1Hz 1Hz 以每秒1次透過HTTP POST介面回報給資料庫
表三
因此，雖然外加檢測子系統18並沒有辦法提供第一通訊協定介面P1，但可以利用外加通訊模組17的第二通訊協定介面P2以及轉換模組16，而介接至資料庫12，供使用者選取以共用。
綜上所述，本發明利用通訊模組、資料庫、顯示模組、使用者操作介面與整合模組檢測工作設備。相較於先前技術，本發明依據工作設備的檢測需求，從工具機檢測子系統中選取並定義出客製化工具機檢測系統，並即時性地檢測工作設備，藉以達到可以共用又可以客製化的功效。此外，本發明更利用轉換模組、外加通訊模組與外加檢測子系統，使得利用第二通訊協定介面的外加檢測子系統介接至資料庫，供使用者選取以及使用。另外，因為本發明可以供使用者選取工具機檢測子系統或外加檢測子系統，不僅可以解決先前技術需要利用人力、人為經驗、定期檢查、損壞才維修及其衍生出的種種問題，更可以達到即時監測、主動監測、提前預測工具機的狀況避免不預期的停線以及損壞或產生不良品才維修的情形、提升工具機的使用壽命、也可以累積隨時檢測的檢測資訊利用科學避免工具機進行不必要的汰換。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
1:客製化工具機檢測整合系統 11:通訊模組 12:資料庫 121,122,12n:工具機檢測子系統 13:顯示模組 14:使用者操作介面 15:整合模組 16:轉換模組 17:外加通訊模組 18:外加檢測子系統 E:工作設備 P1:第一通訊協定介面 P2:第二通訊協定介面
第一圖係顯示本發明較佳實施例所提供之客製化工具機檢測整合系統之方塊圖； 第二圖係顯示本發明較佳實施例所提供之一工具機檢測子系統示意圖；以及 第三圖係顯示本發明較佳實施例所提供之另一工具機檢測子系統示意圖。
1:客製化工具機檢測整合系統
11:通訊模組
12:資料庫
121,122,12n:工具機檢測子系統
13:顯示模組
14:使用者操作介面
15:整合模組
16:轉換模組
17:外加通訊模組
18:外加檢測子系統
E:工作設備
P1:第一通訊協定介面
P2:第二通訊協定介面

Claims (10)

  1. 一種客製化工具機檢測整合系統，係包含： 一通訊模組，係具有一第一通訊協定介面； 一資料庫，係用以儲存複數個利用該第一通訊協定介面而共用之工具機檢測子系統，並通信連結該通訊模組； 一顯示模組，係通信連結該資料庫，並顯示複數個對應該些工具機檢測子系統之子系統選項； 一使用者操作介面，係通信連結該通訊模組，供一使用者依據一工作設備之至少一檢測需求，在該些子系統選項中對應選取出至少一者作為至少一待整合子系統選項，該至少一待整合子系統選項所對應之至少一該些工具機檢測子系統係定義為至少一待整合工具機檢測子系統；以及 一整合模組，係通信連結該使用者操作介面，藉以依據已選出之該至少一待整合子系統選項，並利用該第一通訊協定介面整合對應之至少一待整合工具機檢測子系統以作為一滿足該至少一檢測需求之客製化工具機檢測系統，藉以檢測該工作設備以獲取一檢測資訊。
  2. 如請求項1所述之客製化工具機檢測整合系統，其中，該第一通訊協定介面更包含一共用資料庫欄位。
  3. 如請求項1所述之客製化工具機檢測整合系統，其中，該第一通訊協定介面係一HTTP POST介面。
  4. 如請求項1所述之客製化工具機檢測整合系統，其中，該第一通訊協定介面係一HTTP GET介面。
  5. 如請求項1所述之客製化工具機檢測整合系統，更包含： 一外加檢測子系統； 一外加通訊模組，係具有一異於該第一通訊協定介面之第二通訊協定介面，並通信連結該外加檢測子系統；以及 一轉換模組，係通信連結該外加通訊模組與該資料庫，藉以使利用該第二通訊協定介面之該外加檢測子系統介接至該資料庫。
  6. 如請求項5所述之客製化工具機檢測整合系統，其中，該轉換模組係一轉譯器。
  7. 如請求項5所述之客製化工具機檢測整合系統，其中，該第二通訊協定介面係一MODBUS TCP介面。
  8. 如請求項1所述之客製化工具機檢測整合系統，其中，該些工具機檢測子系統至少包含一模具檢測子系統，該模具檢測子系統係用以檢測一模具，並使該檢測資訊中具有一模具振動加速度值。
  9. 如請求項1所述之客製化工具機檢測整合系統，其中，該些工具機檢測子系統至少包含一潤滑油檢測子系統，該潤滑油檢測子系統係用以檢測一潤滑油，並使該檢測資訊中具有一油位值、一濕度指數與一溫度指數。
  10. 如請求項1所述之客製化工具機檢測整合系統，其中，該些工具機檢測子系統至少包含一馬達檢測子系統，該馬達檢測子系統係用以檢測一馬達，並使該檢測資訊中具有一馬達轉速值與一馬達振動速度值。
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