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Dokumentenidentifikation DE68925195T2 09.05.1996
EP-Veröffentlichungsnummer 0380684
Titel SYSTEM ZUR FERNDIAGNOSE EINER NUMERISCHEN STEUERUNG
Anmelder Fanuc Ltd., Oshino, Yamanashi, JP
Erfinder KAWAMURA, Hideaki, Hachioji-shi Tokyo 193, JP;
SASAKI, Takao, Hachioji-shi Tokyo 193, JP;
MURAKAMI, Kunihiko, Hino-shi Tokyo 191, JP;
HOSOKAWA, Masahiko Fanuc Dai-3 Bira-karamatsu, Yamanashi 401-05, JP
Vertreter Hauck, Graalfs & Partner, 80336 München
DE-Aktenzeichen 68925195
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 27.06.1989
EP-Aktenzeichen 899073100
WO-Anmeldetag 27.06.1989
PCT-Aktenzeichen JP8900640
WO-Veröffentlichungsnummer 9001186
WO-Veröffentlichungsdatum 08.02.1990
EP-Offenlegungsdatum 08.08.1990
EP date of grant 20.12.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.05.1996
IPC-Hauptklasse G05B 23/02
IPC-Nebenklasse G05B 19/18   H04Q 9/00   G05B 19/4068   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein System zur Ferndiagnose einer numerisch gesteuerten Einrichtung (CNC) beim Fernerkennen eines Fehlers der CNC, und genauer gesagt, ein System zur Ferndiagnose der CNC, bei dem an der numerisch gesteuerten Einrichtung angezeigte Daten mittels einer Fernbedienung an einen Computer übertragen werden.

Wie der Stand der Technik zeigt, sind numerisch gesteuerte Einrichtungen im Hinblick auf die Fortschritte der Halbleitertechnik mit Mikroprozessoren und Softwaretechnologie immer komplizierter und aufwendiger geworden und die Fehleranfälligkeit solcher Einrichtungen ist durch Verwendung von Technologien mit höherer Zuverlässigkeit verringert worden. Trotzdem ist es schwierig geblieben, die Ursache eines Fehlers aufzufinden.

Wenn insbesondere ein komplizierter Fehler auftritt, muß das Wartungspersonal den Überblick über alle elektronischen Einrichtungen, Software, Maschinen und Bearbeitungstechnologie haben, um den Fehler zu korrigieren.

Verhältnismäßig wenige Wartungsingenieure haben jedoch hierzu das nötige Wissen, und deshalb ist der Personalaufwand zu hoch, wenn in jeder Fabrik mit solchen numerisch gesteuerten Einrichtungen ein Posten für einen solchen kompetenten Ingenieur geschaffen werden muß.

US-A-3 882 304 erläutert ein Diagnoseverbindungssystem für Industriemaschinen.

Unter Beachtung der vorstehenden Ausführungen ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein System zur Ferndiagnose einer CNC zu schaffen, mit dem an den numerisch gesteuerten Einrichtungen angezeigte Daten mittels einer Fernbedienung an einen Computer übertragen werden.

Erfindungsgemäß ist die vorgenannte Aufgabe mit einem Computer gelöst, der die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.

Erfindungsgemäß ist ferner eine numerisch gesteuerte Einrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 vorgesehen.

Auch ist ein System mit dem Computer und einer NC-Maschine gemäß der Erfindung offenbart.

Der Computer erzeugt einen Fernbedienungsbefehl und gibt diesen über die Verbindungsleitung an die numerisch gesteuerte Einrichtung aus, und Diagnosedaten der numerisch gesteuerten Einrichtung, die entsprechend dem Fernbedienungsbefehl ausgewählt werden, gelangen zum Computer zurück.

Somit kann der Serviceingenieur die Fehlerursache der numerisch gesteuerten Einrichtung entsprechend den am Computer angezeigten Daten feststellen.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Systems zur Ferndiagnose einer CNC gemäß der Erfindung und

Fig. 2 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Verdrahtung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Systems zur Ferndiagnose einer CNC gemäß der Erfindung mit einem Computer 10, der ein 16-Bit- oder 32-Bit-PC sein kann. Hier basiert die Beschreibung auf einem PC. Der PC 10 ist als Servicebasis installiert und ein Serviceingenieur mit der vorstehenden Gesamtkenntnis führt Fernbedienungsbefehle aus. Der Serviceingenieur erzeugt eine erforderliche Bedienung am PC 10, erhält die nötigen Daten von einer entfernten numerisch gesteuerten Einrichtung, vollzieht eine Diagnose des Fehlers und findet den fehlerhaften Teil oder einen Fehler im Bearbeitungsprogramm oder den eingestellten Parametern und gibt nötigenfalls Anweisungen für die Reparatur der CNC oder die Berichtigung des Bearbeitungsprogramms aus.

11 bezeichnet eine Bedienertaste, mit der ein erforderlicher Fernbedienungsbefehl 12 ausgegeben wird und 13 bezeichnet einen Bedienungsbefehlwandler zum Konvertieren des Fernbedienungsbefehls 12 in einen zu übertragenden Text. Genauer gesagt wird der Fernbedienungsbefehl in eine Codierung oder ein Format für die Übertragung konvertiert und ein Prüf-Bit o.ä. wird angefügt. 14 bezeichnet eine Übertragungssteuerung, um den Beginn einer Textübertragung festzustellen.

15 ist eine Übertragersteuereinheit zum Übertragen des Fernbedienungsbefehls und zum Empfangen von Diagnosedaten. Wenn auch ein RS232C hier als physikalische Schnittstelle Verwendung findet, so können auch andere Schnittstellen eingebaut werden, wenn gewünscht.

16 bezeichnet Empfangssteuermittel zum internen Feststellen, daß Diagnosedaten aus der numerisch gesteuerten Einrichtung 30 empfangen worden sind; 17 bezeichnet eine Video-Datenausblendung zum Ausblenden von Video-RAM-Daten aus den emfangenen Diagnosedaten; 18 ist ein Anzeigedatenwandler zum Konvertieren der Daten in ein Video-Datenbild, das auf einer Anzeige angezeigt wird; 19 ist ein Video-RAM zum Abspeichern eines angezeigten Video-Datenbildes, das natürlich entsprechend der Kapazität der Anzeige vergrößert werden kann, um mehrere Bilder nötigenfalls anzuzeigen; 20 ist die Anzeige, die eine Kathodenstrahlröhre oder eine Flüssigkristallanzeige o.a. sein kann. Hier handelt es sich um eine Kathodenstrahlröhre.

In dieser Beschreibung wird ein an einer Anzeige der numerisch gesteuerten Einrichtung, die noch erläutert wird, angezeigtes Bild von der Anzeigeeinheit 20 angezeigt, so dar der Serviceingenieur im Service-Zenter eine Diagnose der entfernt aufgestellten numerisch gesteuerten Einrichtung im Service-Zenter ausführen kann, indem er das angezeigte Bild studiert.

Das Bezugszeichen 30 bezeichnet die zu überwachende numerisch gesteuerte Einrichtung (CNC), die an einem vom Service-Zenter entfernten Ort installiert ist; 31 ist eine Übertragersteuereinheit mit der gleichen RS232C-Schnittstelle, die auch die Übertragersteuereinheit 15 besitzt; 32 ist eine Empfangssteuerung zum internen Feststellen, daß ein Fernbedienungsbefehl empfangen worden ist; 33 ist eine Decodierstufe für den Fernbedienungsbefehl zum Decodieren eines Fernbedienungsbefehls aus dem Empfangssignal, wobei der Fernbedienungsbefehl ein Auswahlsignal zum Auswählen angezeigter Bilder ist; und 34 ist eine Auswahlschaltung für die Diagnosedaten. Obwohl von dem Fernbedienungsbefehl Diagnosedaten ausgewählt werden, so wird doch in der Praxis ein Anzeigebild aus einem internen Speicher ausgewählt. Diese Diagnosedaten-Auswahlschaltung 34 erhält ein Auswahlsignal von einem Bediener an der Einrichtung 30 über eine Bedienertaste 38, und dieses Signal erfolgt in Übereinstimmung mit einer Befehlsausgabe von Seiten des Serviceingenieurs, der am PC 10 arbeitet.

Das Bezugszeichen 35 bezeichnet einen Diagnosedaten-Wandler zum Konvertieren von Daten, die aus einem angezeigten Bild ausgewählt sind in ein zur Anzeige geeignetes Datenbild. 36 ist ein Video-RAM zum Abspeichern von Videodaten, die an der Anzeigeeinheit 37 angezeigt werden. Diese Anzeigeeinheit 37 wird von einem Bediener überwacht, der sich in der Nähe der numerisch gesteuerten Einrichtung aufhält.

Daten im Video-RAM 36 werden von einem Video-Datenleser 39 ausgelesen, ein Prüf-Bit o.ä. wird von dem Video-Datenwandler 40 diesen Daten zugefügt und die Daten werden dann in einen zu übertragenden Text umgewandelt. Sobald von einer Übertragungssteuerung 41 die Nachricht über eine Übertragung ausgegeben wird, so wird der zu übertragende Text von der Übertragersteuereinheit 31 ausgegeben.

Die folgenden Bilder werden von der fernbedienten numerischen Steuereinrichtung 10 angezeigt:

(i) Bilder, die eine gegenwärtige Position und den noch verbleibenden Bewegungsweg anzeigen.

Eine gegenwärtige Position o.a. ist ein Basisbetrag, der dazu benutzt wird, um den Ort der Maschine zu bestimmen, in dem ein Fehler aufgetreten ist, also sind dies Basisdaten zur Fehlererfassung.

(11) Bildanzeigealarm

Eine Alarmbildanzeige liefert eine Anzeige über den Inhalt des Alarms. Wenn auch ein Bediener oftmals einen einfachen Alarm erkennen kann, so muß ein komplexer Alarm von einem Serviceingenieur studiert und erfaßt werden. So muß insbesondere ein angezeigtes Alarmbild von einem Serviceingenieur studiert werden, da ein Bediener in der Fabrik meist nicht das nötige Wissen der numerisch gesteuerten Einrichtungen usw. besitzt.

(iii) Bildanzeige eines Ein/Ausgabesignals

Eine Signal-Eingabe- oder Ausgabe in und aus der numerisch gesteuerten Einrichtung wird dazu benutzt, um zu bestimmen, ob die externe Hardware normal arbeitet.

(iv) Bild zur Anzeige eines Leiterzustands

Ein Maschinenfehler kann mit Hilfe eines Leiterprogramms aufgefunden werden, das in einer programmierbaren Steuerung enthalten ist oder mit Hilfe einer Signaleingabe oder -ausgabe in und aus der programmierbaren Steuerung.

Zusätzlich müssen Bilder zur Anzeige eines Teilprogramms, von Parametern, ROM/RAM-Daten, Verschiebungen, Abänderungen eines Systemprogramms usw. ausgewählt werden. Freilich sind diese Bilder nur Beispiele und es ist möglich, auch andere Bilder zu bestimmen, die zur Fehlererkennung nötig sind, und erforderlichenfalls die Bilder auszuwählen.

Die Bezugszeichen 51 und 52 bezeichnen Modulatoren bzw. Demodulatoren zum Konvertieren übertragener Daten in ein für eine Übertragerleitung 53 passendes Signal. Hier wird eine öffentliche Übertragerleitung mit etwa 2400 Bit/s - 9600 Bit/s als Übertragerleitung 53 benutzt. Vorzugsweise wird jedoch eine Übertragerleitung von mindestens 64 kBit/s für eine digitale Übertragung hoher Geschwindigkeit benutzt, um die Bilddaten sehr schnell zu übertragen. Wird eine Hochgeschwindigkeitsübertragerleitung benutzt, so müssen die Übertragersteuereinheiten 15 und 31 modifiziert werden.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltung mit der numerisch gesteuerten Einrichtung 30. 61 ist ein Prozessor zum Steuern der Einrichtung 30; 62 ist ein ROM, in dem ein Systemprogramm abgespeichert ist, 63 ist ein RAM, in den das Systemprogramm geladen wird und in dem weitere Daten gespeichert sind, 11 ist eine Bedienertaste, 20 ist eine Anzeigeeinheit, 64 ist ein CMOS, das einen nichtflüchtigen batteriegestützten Speicher bildet, 71 bis 75 sind Achsensteuerschaltungen zum Ansteuern zugehöriger Achsen und 81 bis 85 sind Servoverstärker zum Ansteuern von Servomotoren 91 bis 95.

65 ist ein Kommunikationskanal zur Ausgabe eines Fernbedienungssignals usw. und zum Empfang eines Videosignals.

66 ist eine programmierbare Maschinensteuerung (PMC) innerhalb der numerisch gesteuerten Einrichtung 30 zum Ansteuern der Maschine mit einem Abfolgeprogramm vom Leitertyp, und 67 ist eine Eingabe-/Ausgabe-Einheit und eine Schnittstelle für ein elektrisches Steuerfeld oder ein Bedienerfeld an der Maschine.

51 und 52 sind Modulatoren und Demodulatoren und 53 ist die Verbindungsleitung.

10 ist ein PC mit einem Computer 42, an den ein Kommunikationskanal 43 angeschlossen ist.

Obwohl der PC eine Fernbedienung ausführt, um ein Auswahlsignal des angezeigten Bildes zu erhalten, das für die Diagnose erforderlich ist, und die Diagnosedaten ein Videosignal des angezeigten Bildes wie in der beschriebenen Weise darstellen, ist es möglich, mit einer Fernbedienung ein erforderliches Signal aus zugeben, das Signal aus der numerisch gesteuerten Einrichtung auszuwählen und im PC mit Hilfe einer anderen als der vorbeschriebenen Methode zu empfangen, und zu diesem Zweck muß ein Protokoll vorherbestimmt werden.

Weil der Computer ein Bildsignal o.a. erhalten kann, das an der entfernt installierten numerisch gesteuerten Einrichtung angezeigt wird, kann erfindungsgemäß und wie vorstehend erläutert mit Hilfe einer Fernbedienung ein Serviceingenieur, der die erforderliche Gesamtkenntnis besitzt, einen Fehler der numerisch gesteuerten Einrichtung auswerten, während er an einer entfernten Station arbeitet und somit wird die zur Fehlerkorrektur erforderliche Zeit verkürzt und werden die Wartungskosten verringert.


Anspruch[de]

1. Computer (10) mit:

- einer Bedienertaste (11) zum Ausführen eines Fernbedienungsbefehls (12);

- einem Bedienungsbefehlwandler (13) zum Konvertieren des Fernbedienungsbefehls in einen zu übertragenden Text;

- einer Anzeigeeinheit (20) zur Anzeige der Diagnosedaten; und

- einer Übertragersteuereinheit (15) zum Übertragen des Übertragungstextes und zum Empfang der Diagnosedaten, gekennzeichnet durch

- Videodaten-Ausblendungsmittel (17) zum Ausblenden der Videodaten aus den empfangenen Diagnosedaten;

- Anzeigedatenwandlermitteln (18) zum Konvertieren der Diagnosedaten in Videodaten;

- einem Video-RAM (19) zum Abspeichern der Videodaten;

- die Anzeigeeinheit (20) zeigt auch die Videodaten an.

2. Numerisch gesteuerte Einrichtung (30) mit

- Fernbedienungsbefehl-Decodiermitteln (33) zum Decodieren eines Fernbefehls (12);

- Diagnoseauswahlmitteln (34) zum Auswählen erforderlicher Diagnosedaten basierend auf dem Fernbedienungsbefehl;

- einer Anzeigeeinheit (37) zum Anzeigen der Diagnosedaten,

- einer Übertragersteuereinheit (31) zum Empfangen des Fernbedienungsbefehls und zum Übertragen der Diagnosedaten;

gekennzeichnet durch:

- Diagnosedatenwandlermittel (35) zum Konvertieren der Diagnosedaten in Videodaten;

- ein Video-RAM (36) zum Abspeichern der Videodaten;

- wobei die Anzeigeeinheit (37) auch die Videodaten anzeigt; und

- Videodatenwandlermittel (40) zum Konvertieren der Videodaten in einen zu übertragenden Text.

3. System zur Ferndiagnose einer numerisch gesteuerten Einrichtung (CNC) zur Ferndiagnose eines Fehlers der CNC mit:

- einem Computer (10) gemäß Anspruch 1;

- einer numerisch gesteuerten Einrichtung (30) gemäß Anspruch 2; und

- einer den Computer mit der numerisch gesteuerten Einrichtung verbindenden Übertragerleitung (53).

4. System nach Anspruch 3, bei dem der Fernbedienungsbefehl (12) ein angezeigtes Bildauswahlsignal ist und die Diagnosedaten ein Videosignal eines angezeigten Bildes sind.







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