TWI804077B - 製程診斷系統及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
一種製程診斷系統,包括數位雙生運算單元、製程診斷運算單元與遠端運算分析單元。數位雙生運算單元取得加工設備的振動相關參數及切削相關參數,並對振動相關參數、切削相關參數與加工設備對應的三維模型進行模擬運算,以產生三維運算結果。製程診斷運算單元接收三維運算結果,並呈現三維運算結果。遠端運算分析單元,接收三維運算結果,並對三維運算結果進行模擬分析,以產生分析結果。
Description
本發明關於一種診斷系統及其操作方法,特別是關於一種用於加工設備的製程診斷系統及其操作方法。
目前加工設備發生異常時,遠端專家僅能透過畫面遠端觀測到加工設備之設備儀表板所呈現的訊息,以對操作員提供對應的協助。然而,由於遠端專家無法觀測加工設備的當前狀態,或無法對加工設備的當前運轉數據進行即時模擬與分析,因此無法即時提供對應的協助而造成使用上的不便。據此,如何有效地共享加工設備的加工狀態並以直覺及遠距協同的方式對加工設備的異常方式進行排除,以增加使用上的便利性是當前重要的課題。
本發明提供一種製程診斷系統及其操作方法,藉以有效地共享加工設備的加工狀態並以直覺及遠距協同的方式對加工設備的異常方式進行排除,以增加使用上的便利性。
本發明提供一種製程診斷系統,包括數位雙生運算單元、製程診斷運算單元與遠端運算分析單元。數位雙生運算單元取得加工設備的振動相關參數及切削相關參數,並對振動相關參數、切削相關參數與加工設備對應的三維模型進行模擬運算,以產生三維運算結果。製程診斷運算單元接收三維運算結果,並呈現三維運算結果。遠端運算分析單元接收三維運算結果,並對三維運算結果進行模擬分析,以產生分析結果。
本發明提供一種製程診斷系統的操作方法,包括下列步驟。透過數位雙生運算單元,取得加工設備的振動相關參數及切削相關參數,並對振動相關參數、切削相關參數與加工設備對應的三維模型進行模擬運算,以產生三維運算結果。透過製程診斷運算單元,接收三維運算結果,並呈現三維運算結果。透過遠端運算分析單元,接收三維運算結果,並依據三維運算結果進行模擬分析,以產生分析結果。
本發明所揭露之製程診斷系統及其操作方法,透過數位雙生運算單元取得加工設備的振動相關參數及切削相關參數,並對振動相關參數、切削相關參數與加工設備對應的三維模型進行模擬運算,以產生三維運算結果,製程診斷運算單元接收三維運算結果,並呈現三維運算結果,以及遠端運算分析單元接收三維運算結果,並對三維運算結果進行模擬分析,以產生分析結果。如此一來,可以有效地共享加工設備的加工狀態並以直覺及遠距協同的方式對加工設備的異常方式進行排除,以增加使用上的便利性。
本說明書的技術用語參照本技術領域之習慣用語,如本說明書對部分用語有加以說明或定義,該部分用語之解釋以本說明書之說明或定義為準。本揭露之各個實施例分別具有一或多個技術特徵。在可能實施的前提下,本技術領域具有通常知識者可選擇性地實施任一實施例中部分或全部的技術特徵,或者選擇性地將這些實施例中部分或全部的技術特徵加以組合。
在以下所列舉的各實施例中,將以相同的標號代表相同或相似的元件或組件。
第1圖為依據本發明之一實施例之製程診斷系統的示意圖。在本實施例中,製程診斷系統100可以對一加工設備150的加工狀態進行監測及診斷。另外,上述加工設備150可以是一五軸加工機,但本發明實施例不限於此。請參考第1圖,製程診斷系統100可以包括數位雙生運算單元110、製程診斷運算單元120與遠端運算分析單元130。
數位雙生運算單元110可以設置於加工設備150上,並對加工設備150進行監測,以取得加工設備150的振動相關參數及切削相關參數。在本實施例中,加工設備150的振動相關參數可以包括加工設備150的設備動態特性、振動頻率及振動振幅,但本發明實施例不限於此。另外,加工設備150的切削相關參數可以包括加工設備150之刀具的切削力、刀具振動頻率及刀具振動振幅,但本發明實施例不限於此。
接著,數位雙生運算單元110可以對振動相關參數、切削相關參數與加工設備150對應的三維模型進行模擬運算,以產生三維運算結果。在本實施例中,使用者可以依據加工設備150的態樣,利用三維建模工具建立加工設備150對應的三維模型,並事先儲存於數位雙生運算單元110中,以便進行後續的操作。
舉例來說,當數位雙生運算單元110取得加工設備150的振動相關參數與切削相關參數時,數位雙生運算單元110可以取出加工設備150對應的三維模型,並將振動相關參數、切削相關參數與三維模型進行模擬運算,以產生對應加工設備150的三維運算結果,其中上述三維運算結果可以呈現出加工設備150在現實環境中之加工過程的動態運作資訊。
進一步來說,數位雙生運算單元110可以包括設備數位雙生單元210、製程數位雙生單元220與三維模型數位雙生單元230,如第2圖所示。設備數位雙生單元210可以設置於加工設備150上,以對加工設備150進行監測,以取得加工設備150的振動相關參數。製程數位雙生單元220可以設置於加工設備150的刀具上,以對加工設備150的刀具進行監測,以取得加工設備的切削相關參數。
三維模型數位雙生單元230耦接設備數位雙生單元210與製程數位雙生單元220。三維模型數位雙生單元230接收振動相關參數與切削相關參數,且三維模型數位雙生單元230對振動相關參數、切削相關參數與加工設備150對應的三維模型進行模擬運算,以產生包括可以呈現出加工設備150在現實環境中之加工過程的動態運作資訊的三維運算結果。
另外,三維模型數位雙生單元230更包括儲存單元231。儲存單元231可以儲存加工設備150對應的三維模型。也就是說,使用者可以依據加工設備150的態樣,利用三維建模工具建立加工設備150對應的三維模型,並儲存於儲存單元231中,以便於三維模型數位雙生單元230進行後續的操作。
製程診斷運算單元120可以與數位雙生運算單元110通訊,接收三維運算結果,並呈現三維運算結果。在本實施例中,製程診斷運算單元120例如透過有線網路或無線網路接收數位雙生運算單元110所產生的三維運算結果。在一些實施例中,上述有線網路例如為乙太網(Ethernet)、光纖網路、或非對稱數位式用戶線路(asymmetric digital subscriber line, ADSL)等,但本發明實施例不限於此。另外,上述無線網路例如為無線保真(wireless fidelity, WIFI)、或其他電信網路等,但本發明實施例不限於此。
進一步來說,製程診斷運算單元120可以包括處理單元310與顯示單元320,如第3圖所示。處理單元310可以與數位雙生運算單元110通訊,以接收三維運算結果,並將三維運算結果輸出。顯示單元320耦接處理單元310,接收並呈現三維運算結果。在本實施例中,處理單元310可以是中央處理器(central processing unit, CPU),顯示單元320可以是顯示器,但本發明實施例不限於此。
在本實施例中,製程診斷運算單元120可以設置於個人電腦、行動裝置或穿戴式裝置上,但本發明實施例不限於此。如此一來,操作員便可透過製程診斷運算單元120所呈現的三維運算結果(包括加工設備150的振動相關參數、切削相關參數與三維模型的組合)而即時地得知加工設備150的加工狀態,以確認加工設備150的加工狀態是否發生異常現象。並且,當確認加工設備150的加工狀態發生異常現象時,操作員可以直覺方式對異常現象進行排除,進而增加使用上的便利性。
遠端運算分析單元130可以與數位雙生運算單元110通訊,接收三維運算結果,並對三維運算結果進行模擬分析,以產生分析結果。在本實施例中,遠端運算分析單元130例如透過有線網路或無線網路接收數位雙生運算單元110所產生的三維運算結果。在一些實施例中,上述有線網路例如為乙太網、光纖網路、或非對稱數位式用戶線路等,但本發明實施例不限於此。另外,上述無線網路例如為無線保真、或其他電信網路等,但本發明實施例不限於此。
進一步來說,遠端運算分析單元130可以包括分析單元410與顯示單元420,如第4圖所示。分析單元410可以與數位雙生運算單元110通訊,接收三維運算結果,對三維運算結果進行模擬分析,以產生分析結果。也就是說,當分析單元410接收到數位雙生運算單元110所產生的三維運算結果,可以對三維運算結果中的振動相關參數與切削相關參數進行模擬分析,以產生對應的分析結果。顯示單元420耦接分析單元410,接收並呈現分析結果。在本實施例中,分析單元410可以是微控制器(micro controller unit, MCU)或微處理器,顯示單元420可以是顯示器,但本發明實施例不限於此。
在本實施例中,遠端運算分析單元130可以設置於電腦上,但本發明實施例不限於此。如此一來,遠端專家便可透過遠端運算分析單元130所呈現的分析結果而即時地得知加工設備150的加工狀態,以確認加工設備150的加工狀態是否發生異常。並且,當加工設備150的加工狀態發生異常時,遠端專家可以透過分析結果遠端運算分析單元130所呈現的分析結果而即時地得知加工異常發生原因,且遠端專家與操作員共享有相同的資訊,使得遠端專家可以遠距協同方式協助操作員了解加工設備150之加工異常發生原因,以增加使用上的便利性。
第5圖為依據本發明之一實施例之製程診斷系統的操作方法的流程圖。在步驟S502中,透過數位雙生運算單元,取得加工設備的振動相關參數及切削相關參數,並對振動相關參數、切削相關參數與加工設備對應的三維模型進行模擬運算,以產生三維運算結果。在步驟S504中,透過製程診斷運算單元,接收三維運算結果,並呈現三維運算結果。在步驟S506中,透過遠端運算分析單元,接收三維運算結果,並依據三維運算結果進行模擬分析,以產生分析結果。
在本實施例中,上述數位雙生運算單元包括儲存單元,儲存單元儲存三維模型。上述振動相關參數例如包括加工設備的設備動態特性、振動頻率及振動振幅。上述切削相關參數例如包括加工設備之刀具的切削力、刀具振動頻率及刀具振動振幅。上述製程診斷運算單元例如設置於個人電腦、行動裝置或穿戴式裝置上。上述製程診斷運算單元例如透過有線網路或無線網路接收三維運算結果。上述遠端運算分析單元例如透過有線網路或無線網路接收三維運算結果。
值得注意的是,第5圖之步驟的順序僅用以作為說明之目的,不用於限制本發明實施例之步驟的順序,且上述步驟之順序可由使用者視其需求而改變。並且,在不脫離本發明之精神以及範圍內,上述流程圖可增加額外之步驟或者使用更少之步驟。
第6圖為依據本發明之一實施例之加工設備的加工流程的示意圖。首先,將加工件放置於加工設備150上。接著,加工設備150對加工件進行加工程序。之後,判斷加工設備150是否完成加工程序。當判斷加工設備150已完成加工程序時,可以對加工件進行品質檢測,以確認加工件的品質是否符合需求。最後,當加工件的品質檢測完成後,可進行加工件的出貨程序。
另一方面,當判斷加工設備150尚未完成加工程序時,可以透過本發明實施例之製程診斷系統100對加工設備150進行監測,以確認加工設備150的加工狀態是否發生異常。當確認加工設備150的加工狀態未發生異常時,表示加工設備150可以繼續對加工件進行加工程序,且於加工設備150完成加工程序便可進行對加工件的品質檢測程序。
另外,當確認加工設備150的加工狀態發生異常時,操作員可以透過製程診斷運算單元120所呈現的三維運算結果而即時地得知加工設備150發生異常現象,並以直覺方式對異常現象進行排除。此外,遠端專家也可透過遠端運算分析單元130呈現的分析結果而即時地得知加工異常發生原因,並以遠距協同方式協助操作員了解加工設備150發生異常現象的原因,使操作員可以直覺方式對異常現象行排除,進而增加使用上的便利性。
綜上所述,本發明所揭露之製程診斷系統及其操作方法,透過數位雙生運算單元取得加工設備的振動相關參數及切削相關參數,並對振動相關參數、切削相關參數與加工設備對應的三維模型進行模擬運算,以產生三維運算結果,製程診斷運算單元接收三維運算結果,並呈現三維運算結果,以及遠端運算分析單元接收三維運算結果,並對三維運算結果進行模擬分析,以產生分析結果。如此一來,可以有效地共享加工設備的加工狀態並以直覺及遠距協同的方式對加工設備的異常方式進行排除,以增加使用上的便利性。
本發明雖以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明的範圍,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可做些許的更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100:製程診斷系統
110:數位雙生運算單元
120:製程診斷運算單元
130:遠端運算分析單元
150:加工設備
210:設備數位雙生單元
220:製程數位雙生單元
230:三維模型數位雙生單元
231:儲存單元
310:處理單元
320,420:顯示單元
410:分析單元
S502~S506:步驟
第1圖為依據本發明之一實施例之製程診斷系統的示意圖。
第2圖為依據本發明之一實施例之數位雙生運算單元的示意圖。
第3圖為依據本發明之一實施例之製程診斷運算單元的示意圖。
第4圖為依據本發明之一實施例之遠端運算分析單元的示意圖。
第5圖為依據本發明之一實施例之監測裝置的操作方法的流程圖。
第6圖為依據本發明之一實施例之加工設備的加工流程的示意圖。
100:製程診斷系統
110:數位雙生運算單元
120:製程診斷運算單元
130:遠端運算分析單元
150:加工設備
Claims (16)
- 一種製程診斷系統,包括:一數位雙生運算單元,取得一加工設備的一振動相關參數及一切削相關參數,並對該振動相關參數、該切削相關參數與該加工設備對應的一三維模型進行一模擬運算,以產生一三維運算結果;一製程診斷運算單元,接收該三維運算結果,並呈現該三維運算結果;以及一遠端運算分析單元,接收該三維運算結果,並對該三維運算結果進行模擬分析,以產生一分析結果;其中該數位雙生運算單元包括:一設備數位雙生單元,取得該加工設備的該振動相關參數;一製程數位雙生單元,取得該加工設備的該切削相關參數;以及一三維模型數位雙生單元,接收該振動相關參數與該切削相關參數,對該振動相關參數、該切削相關參數與該三維模型進行該模擬運算,以產生該三維運算結果。
- 如請求項1所述之製程診斷系統,其中該三維模型數位雙生單元包括一儲存單元,該儲存單元儲存該三維模型。
- 如請求項1所述之製程診斷系統,其中該振動相關參數包括該加工設備的一設備動態特性、一振動頻率及一振動振幅。
- 如請求項1所述之製程診斷系統,其中該切削相關參數包括該加工設備之一刀具的切削力、一刀具振動頻率及一刀具振動振幅。
- 如請求項1所述之製程診斷系統,其中該製程診斷運算單元包括:一處理單元,接收並輸出該三維運算結果;以及一顯示單元,接收並呈現該三維運算結果。
- 如請求項1所述之製程診斷系統,其中該製程診斷運算單元設置於一個人電腦、一行動裝置或一穿戴式裝置上。
- 如請求項1所述之製程診斷系統,其中該製程診斷運算單元透過一有線網路或一無線網路接收該三維運算結果。
- 如請求項1所述之製程診斷系統,其中該遠端運算分析單元包括:一分析單元,接收該三維運算結果,並對該三維運算結果進行模擬分析,以產生該分析結果;以及一顯示單元,接收並顯示該分析結果。
- 如請求項1所述之製程診斷系統,其中該遠端運算分析單元透過一有線網路或一無線網路接收該三維運算結果。
- 一種製程診斷系統的操作方法,包括:透過一數位雙生運算單元,取得一加工設備的一振動相關參數及一切削相關參數,並對該振動相關參數、該切削相關參數與該加 工設備對應的一三維模型進行一模擬運算,以產生一三維運算結果;透過一製程診斷運算單元,接收該三維運算結果,並呈現該三維運算結果;以及透過一遠端運算分析單元,接收該三維運算結果,並依據該三維運算結果進行模擬分析,以產生一分析結果;其中透過該數位雙生運算單元,取得該加工設備的該振動相關參數及該切削相關參數,並對該振動相關參數、該切削相關參數與該加工設備對應的該三維模型進行該模擬運算,以產生該三維運算結果的步驟包括:透過該數位雙生運算單元的一設備數位雙生單元,取得該加工設備的該振動相關參數;透過該數位雙生運算單元的一製程數位雙生單元,取得該加工設備的該切削相關參數;以及透過該數位雙生運算單元的一三維模型數位雙生單元,接收該振動相關參數與該切削相關參數,對該振動相關參數、該切削相關參數與該三維模型進行該模擬運算,以產生該三維運算結果。
- 如請求項10所述之製程診斷系統的操作方法,其中該數位雙生運算單元包括一儲存單元,該儲存單元儲存該三維模型。
- 如請求項10所述之製程診斷系統的操作方法,其中該振動相關參數包括該加工設備的一設備動態特性、一振動頻率及一振動振幅。
- 如請求項10所述之製程診斷系統的操作方法,其中該切削相關參數包括該加工設備之一刀具的切削力、一刀具振動頻率及一刀具振動振幅。
- 如請求項10所述之製程診斷系統的操作方法,其中該製程診斷運算單元設置於一個人電腦、一行動裝置或一穿戴式裝置上。
- 如請求項10所述之製程診斷系統的操作方法,其中該製程診斷運算單元透過一有線網路或一無線網路接收該三維運算結果。
- 如請求項10所述之製程診斷系統的操作方法,其中該遠端運算分析單元透過一有線網路或一無線網路接收該三維運算結果。
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