工件的生产和测量的制作方法

文档序号:19689219发布日期:2020-01-14 18:53阅读:186来源:国知局
工件的生产和测量的制作方法

本发明涉及工件或零件的生产和测量,并且还涉及用于这种生产和测量的方法和制造系统。术语“工件”和“零件”在本说明书中可互换使用。



背景技术:

自动化工厂制造系统可以包括用于生产工件的一个或多个生产机器(如机床)。通常,这些工件可以被生产为一系列标称相同的工件。该制造系统还可以包括用于检查所生产工件的一个或多个检查站。检查站可以包括常规测量,如固定装置量规或甚至如高度量规或卡尺等手动量规。或者该检查站可以包括用于测量工件的坐标测量机(cmm),或用于将这些工件与原始基准进行比较的比较测量仪。这些生产机器和检查机器可以各自具有通过网络链接至一个或多个服务器计算机的数字控制或计算机控制。参见美国专利号5,189,624(巴洛(barlow)等人)的示例。

可以在检查站处检查在生产机器上生产的一定比例的工件(或甚至所有生产的工件)。服务器可以调度将被转移到检查站的工件,并且可以控制用于此目的的转移机器人或输送机。

在一些现有技术的示例中,检查结果可以简单地是通过决定或未通过决定。在未通过决定(拒绝)的情况下,这可以被反馈以允许对生产机器的调整,以便控制和改进后续的生产过程。在美国专利号5,189,624的示例中,生产过程的这种控制是手动地执行的。可替代地,即使在通过决定的情况下,如果单个工件的尺寸已经超过控制极限,则可以提供自动反馈来调整生产机器,例如以适当百分比的尺寸误差来更新切割工具偏移。在这种情况下,可以将控制极限设置为比工件将被拒绝的公差极限更低的水平。可替代地,可以将控制极限设置为工件被拒绝的水平。

已知对一系列标称相同的工件中的多个工件的检查结果进行更复杂的分析。例如,可以过滤对连续工件的特定尺寸的一系列测量结果,以去除异常值。可替代地,可以对该一系列测量结果进行分析以检测趋势。例如,如果生产机器是具有在使用中磨损、或经受热漂移的切割工具的机床,则可能存在所生产工件的特征的尺寸随着时间的推移而增大或减小的逐渐趋势。这种分析可以在与生产机器分开的质量控制室或实验室中检查了工件后进行。生产过程的手动校正随后可以由熟练的机器操作员应用,但不会对同时生产的工件产生有益的影响。

美国专利号6,400,998示出了一种系统,在该系统中,在测量机上对在机床上生产的工件进行检查。测量结果可以以各种方式进行分析,并被反馈给机床。

分析趋势要求应当以与生产机器生产这些工件的顺序相同的顺序在检查站处对这些工件进行检查。否则,该趋势将不容易被观察到。通常,这是通过在生产所有待检查的工件时将这些工件从给定的生产机器发送到同一检查站来实现的。

然而,这是对由服务器执行的生产调度的约束,该约束可能导致工厂中生产机器和检查站的使用效率低下。该约束还要求检查的速度应足够快,以使生产不会因检查而减慢。

us2010/0228510披露了一种用于对由多个组装机器或装置组装的产品的缺陷进行分析的质量信息控制分析系统。当产品在组装后由检查机器进行检查时,检查结果可能指定缺陷部件的存在以及已经检测到的缺陷的类型。产品不是在测量机上进行检查的,并且因此检查结果不包括测量结果,使得例如不能确定产品的特征的尺寸随着时间的推移而增大或减小的逐渐趋势。此外,us2010/0228510涉及对已经制造的部件的组装,而不是涉及包括用于生产一系列标称相同的工件的一个或多个生产机器(如机床)的制造系统。还没有教导可以将来自特定组装机器的输出发送到任何可用的检查机器。



技术实现要素:

本发明提供了一种工件生产方法,该工件生产方法包括:在生产过程中在至少一个生产机器上生产多个标称相似的工件;

记录这些工件中的至少一些在该生产机器上的生产顺序或生产时间;

在两个或更多个检查站处测量如此记录的这些工件中的至少一些;其中,在这些检查站中的一个处测量一个工件的尺寸或点,并且在这些检查站中的另一个处测量这些工件中的另一个的相应尺寸或点;以及

共同分析在该两个或更多个检查站处进行的相应尺寸或点的这些测量的结果,考虑这些工件的生产顺序或生产时间。

在本发明的优选实施例中,记录这些工件的生产顺序并在分析结果时将该生产顺序考虑在内,使得能够针对由给定生产机器生产的工件使用多于一个检查站,并且减少了对生产调度的上述约束。这可以使生产调度更有效地利用制造系统或工厂中的生产机器和检查站。

然后可以基于对这些结果的共同分析产生输出信号,该输出信号指示该生产机器或这些检查站中的一个或多个的性能。可以评估生产过程或者确定生产机器的加工能力或检查站处的检查机器的能力。例如,该分析可以量化生产机器将工件制造到预定公差的能力。

在这些结果接近或超过预定的极限值或公差值时,该输出信号可以是警报信号或给人类操作员的消息。然而,在一些优选实施例中,将该输出信号反馈给该生产机器,以调整该生产机器的该生产过程。例如,该输出信号可以是用于校正未来工件生产的工具偏移值。

这些工件的生产顺序可以从其生产时间导出。在对这些测量的结果进行分析时,可以考虑这些工件的生产时间之间的时间间隔。

对这些测量的结果进行分析可以产生该生产机器的性能随时间推移的有序历史。该方法可以包括检测这些测量的结果是否具有随着时间的推移而变化的趋势。例如,可以检测到特定尺寸的大小逐渐增大(或减小),和/或检测到特定点的坐标随着连续工件的生产而变化;这可能是工具正在磨损或者机器设置正以某种其他方式漂移的指示。该方法可以包括检测生产机器的性能是否具有随着时间的推移而变化的趋势。该方法可以检测工件的特定尺寸或者特定点的坐标何时超过控制极限。或者该方法可以过滤连续工件上特定尺寸或点的一系列测量结果,以平滑结果或去除异常值,并且可选地检测经过滤的一系列测量结果何时超过控制极限。可以对这些测量的结果进行统计分析,以确定生产这些工件的生产机器的加工能力。对生产机器的上述评估中的任何一个可以针对该机器的单独工具或刀架,或针对整个机器。

可以存在多个生产机器,并且每个生产机器可以与两个或更多个检查站相关联。每个检查站可以测量仅由例如生产单元中的一个特定生产机器生产的工件上的尺寸或点,在该生产单元中,该两个或更多个检查机器与该生产机器一起布置。或者这些检查站中的一个或多个可以测量由这些生产机器中的多于一个生产机器生产的工件上的尺寸或点,以形成更灵活的制造系统。

在本发明的另一个实施例中,对结果进行分析包括对在该两个或更多个检查站处进行的相应尺寸或点的测量的结果进行比较,并且如果来自这些检查站中的一个的结果与其余检查站中的一个或多个的结果相差超过预定量,则提供输出信号。这可以允许评估检查站处的检查机器的能力。

本发明还包括被布置成操作上述方法中的任何方法的制造系统。这种制造系统可以包括:一个或多个生产机器;两个或更多个检查站;以及控制系统,该控制系统用于调度该一个或多个生产机器上的工件的生产以及在这些检查站处对如此生产的工件的检查;其中,该控制系统被配置成操作如上所述的方法。

该生产机器或每个生产机器可以是机床。该机床或每个机床可以执行机加工操作以生产工件。

附图说明

现在将参考附图通过举例来描述本发明的优选实施例,在附图中:

图1是工厂中的包括生产机器和检查机器的制造系统布置的示意图;

图2是示出了用于图1的制造布置中的信息流的方案的第一实施例的示意图;

图3和图4对应于图2,示出了这种信息流的第二实施例和第三实施例;

图5示出了在这些实施例中使用的零件记录;

图6是示出了在图1至图4中的数据服务器中运行的过程控制模块的操作的流程图;

图7是展示了由过程控制模块接收的测量结果的图表;并且

图8和图9是展示了由过程控制模块执行的可能分析的图表。

具体实施方式

图1的制造布置包括多个生产站,每个生产站包括用于生产零件(工件)的计算机数控(cnc)生产机器10、12、14、16。这些生产机器可以使用任何制造技术。这些生产机器可以是机床,如铣床、车床、铣削车削中心、用于磨削、钻削、激光切割、研磨、珩磨、抛光等的机器。或者这些生产机器可以是涂覆机、锻造机、印刷机或增材制造机器(3d打印)。这些机器的确切数量并不重要;它们的数量可能为一个或多个。可以存在不同类型的生产机器的任何组合,或它们都可以是相同的。

每个生产机器由相应的控制器11、13、15、17控制,这些控制器可以包括常规的cnc控制。可选地,这些控制器中的任何或所有控制器可以包括与cnc控制通信的单独计算机。

该制造布置还包括两个或更多个检查站,每个检查站包括检查机器,该检查机器优选地是用于检查由生产机器生产的零件(工件)的cnc测量仪20、22、24。合适且灵活的比较测量仪由本申请人雷尼绍公司(renishawplc)以商标equator出售。如我们早期的国际专利申请号wo2013/021157中所描述的,该申请通过引用并入本文,此测量仪具有非笛卡尔几何形状的机动化结构。该测量仪相对于生产工件在三个维度上移动探针,以便将生产工件与原始基准工件进行比较。每个测量仪由相应的计算机控制器21、23、25控制。

代替这些测量仪,检查站可以包括其他尺寸测量设备,如计算机控制的坐标测量机(cmm)或检查机器人。可替代地,这些检查站可以包括测量固定装置或夹具,其中带有lvdt或其他传感器的量规被定制设计用于测量工件的具体尺寸。这些量规的测量结果可以自动或手动反馈到相应的控制器21、23、25中。还可能具有这样的检查站,其中工件是使用常规的手持式量规(如高度量规或卡尺)来手动测量的,结果被反馈到控制器21、23、25中或公共服务器计算机的终端中。

该制造布置进一步包括运输系统(由箭头26示意性指示),该运输系统用于将零件(工件)从机床10、12、14、16中的任何一个转移到测量仪20、22、24中的任何一个。在此,可以检查这些工件是否符合所指定的尺寸公差。运输系统可以包括计算机控制的机器人、车辆或输送机,或可以简单地涉及对工件或工件托盘的手动转移。该运输系统可以是更大的运输系统的一部分,该更大的运输系统还向机床供应用于机加工的原始坯料或铸件和/或在制造或检查后移除工件。如果需要,该运输系统可以在检查后将工件返回机床以进行返修。

还提供了作业调度服务器28。该服务器28中的程序或软件模块负责调度工件的生产,并通过一个或多个数据总线30连接到机床和测量仪的cnc控制器。调度服务器28还控制运输系统26,例如以便在需要时在机床与测量仪之间转移工件。例如,调度服务器28可以采用可编程逻辑控制器的形式,如常规地用于控制具有多个机床的生产单元所使用的可编程逻辑控制器,但是进行如下所描述的不同编程。

调度服务器28可以向机床和测量仪提供必要的cnc零件程序,以便根据需要对要生产的零件(工件)的每个特定设计进行机加工和检查。

可替代地,这些零件程序可以存储在机床和测量仪的控制器中,并基于从调度服务器28接收的指令来选择使用。

通常,调度服务器28可以调度将在(比方说)机床10上生产具有特定设计的一系列标称相同的零件(工件)。常规地,然后,该调度服务器可以指示将这些工件中的每一个转移到测量仪20,并调度该工件在该机器上的检查。或者该调度服务器可以调度对工件的定期样品进行检查(例如,每10个工件检查一次;或在经过给定的时间段之后检查工件,如每小时检查一个工件)。

在测量仪20上检查每个工件会产生多维测量结果,这些测量结果被传递回总线30上的数据服务器29并被存储。如果由数据服务器29或由测量仪的控制器21、23、25确定工件超出公差,则可以将消息传递到调度服务器28。此消息可以指定超出公差的工件应被拒绝或被调度以进行返修。

除了拒绝或返修之外,数据服务器29还具有被编程以执行过程控制的软件模块。该软件模块检查当连续工件被检查时来自这些连续工件的检查测量结果的趋势。例如,该软件模块可以确定特定尺寸的大小随着连续工件的生产而逐渐增大的趋势。这可能是由机床10中相关联切割工具的磨损引起的,或是由机床或对工件进行机加工的原料储备或坯料或铸件的逐渐热生长引起的。然后,数据服务器29可以通过总线30将相应切割工具的更新偏移值反馈给机床20的cnc控制。这会校正机加工过程,以确保该系列中的未来工件保持在公差内。

当然,检查结果的调度以及存储和处理都可以在运行相应软件模块的单个服务器上执行,而不是如所描述的在单独的调度服务器28和数据服务器29上执行。

可替代地,在大型工厂中,可能存在多个生产单元,每个生产单元都有其自己的调度服务器28来控制多个机床和测量仪。来自多个生产单元中的测量仪的测量结果可以被发送到服务于所有生产单元的公共数据服务器29以进行处理。

作为另一个替代方案,在大型工厂中,可能存在两个或更多个数据服务器29,以及一个或多个调度服务器28。这些服务器优选地应该具有适当的网络链接和软件来交换数据。数据可以存储在共享数据库(或存储在软件体系结构中的底层数据层)中,使得工件的测量结果可以由数据服务器中的任何数据服务器进行处理。可替代地,来自给定生产机器的工件的所有测量结果可以由这些数据服务器中特定的一个数据服务器接收和处理,而无论这些测量结果是在哪个检查机器上测量的。

如果需要,调度服务器28和/或数据服务器29可以远离工厂定位,从而通过广域数据网络或互联网调度生产和/或接收测量结果。这些远程服务器甚至可以调度来自不同位置的两个或更多个工厂中的生产单元的生产和/或接收并处理来自这些生产单元的测量结果。如果数据服务器29位于工厂中,则其存储的数据有可能被镜像到远程服务器上,以帮助和评估生产过程的质量控制。

调度生产并控制生产机器和测量仪的服务器28不是必需的。生产调度、各种机器的使用效率以及工件在机器之间的转移都可以由人类操作员替代地决定和执行。

为了确定测量结果的趋势,可以将来自给定机床10的工件以与机床10生产这些工件的顺序相同的顺序全部呈现给同一测量仪20。然而,这将是对工厂的整体生产的灵活性的限制。当需要检查由机床10生产的工件时,可能发生测量仪20繁忙的情况。例如,检查工件所需的时间通常不同于生产该工件所需的时间。此外,可能需要测量仪20来检查在其他机床12、14、16之一上生产的其他工件。这些其他工件可能具有与正在由机床10生产的系列相同或不同的设计。

因此,在本发明的当前实施例中,当要检查来自机床10的工件时,服务器28中的调度程序被配置成将该工件送到任一个最不繁忙或最适当的测量仪20、22、24,并提供或指示该机器使用适当的检查程序。或者如果存在手动运输系统,则可以向人类操作员发送指令,以将工件手动转移到适当的测量仪。在不太复杂的系统中,人类操作员可以决定使用哪个测量仪。

当工件被发送到不同的测量仪时,工件的生产顺序的记录会被保存。例如,该记录可以是机床10上每个工件生产时间的时间戳。该时间戳的示例将在以下关于图2至图4进行讨论。

图2是示出了用于调度服务器28和数据服务器29、机床10之一的控制器11以及若干测量仪20、22、24的控制器21、23、25之间的信息流的方案的第一实施例的示意图。

服务器28中的调度程序或模块通过经由总线30(图1)向机床控制器11发送指令(包括零件号)来指示机床10的控制器11生产零件(工件)。零件号指定要生产的零件的设计,例如,对应于零件的设计图或计算机辅助设计(cad)文件的编号。机床10的控制器11然后加载并运行用于生产达到指定设计的零件的相应cnc零件程序。该控制器可以从其自己的内部存储装置加载零件程序,或者该控制器可以通过总线30与其他数据一起接收该零件程序。

当机床10将要生产新零件(工件)时,其控制器11通过总线30向调度服务器28发送新零件请求34。此请求包括由机床10的控制器11生成的针对该零件的时间戳。

当调度服务器28接收到请求34时,该调度服务器为零件建立新的中心记录,该记录具有用于各种信息项的字段,如图5所示。这些字段包括:

·由调度服务器28生成的新的、唯一的工件/零件识别号(零件id)。该识别号标识了将要生产的单个零件(工件)。

·包含在请求34中的时间戳。

·指代零件设计的零件号。该零件号可能例如已经在请求34中被控制器11确认。

·机床10的识别号mt-id。再次,该识别号可能例如已经在请求34中被控制器11确认。

调度服务器28然后通过总线30将响应36传输回机床10的控制器11。此响应36包括已经生成的零件id。

然后机床在cnc控制下以常规的方式对零件(工件)进行机加工。当该机加工完成时,调度程序可以指示运输系统26将零件转移到测量仪20、22或24之一以进行检查。或者如果存在手动运输系统,则该手动运输系统可以向人类操作员发送指令。如上所述,调度可能要求检查所有零件或这些零件的定期样品,并且以选择任一个最不繁忙或最适当的测量仪的灵活性来对调度服务器进行合适编程。

如38处所指示的,零件的零件id与零件一起从机床10被转移到测量仪。这可以通过在连接到机床控制器11的标记站50处标记零件(或在其上转移该零件的托盘或固定装置)来完成。例如,标记站可以产生包括零件id的机器可读条形码标签。此标签可以由机器人自动地或由人类操作员手动地附接至零件或其托盘或固定装置。

当经机加工的零件到达测量仪20、22或24时,连接到测量仪控制器21、23或25的条形码读取器52从该零件的标签读取其零件id。如39处所指示的,测量仪控制器然后通过总线30(图1)将零件id发送至调度服务器28。服务器28查找相应的零件记录(图5),并且如40处所指示的,该服务器返回指定零件设计的零件号(并且可选地,该服务器可以返回整个零件记录)。

测量仪控制器然后加载用于检查具有指定设计的零件的相应零件程序。该测量仪控制器可以从其自己的内部存储装置加载零件程序,或者可以通过总线30从服务器28接收该零件程序。该测量仪控制器运行用于检查零件的程序,从而测量指定尺寸或者指定点的坐标并产生一组检查结果。该测量仪控制器通过总线30将这些检查结果传输至数据服务器29中的过程控制模块。这在图2中的41处进行指示。零件id以及可选地零件号还通过总线30与那些结果一起被传输。

图6是示出了在数据服务器29中运行的过程控制模块的示例的流程图。在步骤54中,当该过程控制模块接收到一组检查结果时,该过程控制模块请求调度服务器28发送如由随附的零件id所标识的零件的记录信息。如图5所示,此零件记录信息包括生产该零件的机床的识别号mt-id和生产时生成的时间戳。该零件记录信息还可以包括零件号,作为替代方案,将该零件号与来自测量仪的检查结果一起传输。将回想的是,零件号指定了零件的设计以及用于对该零件进行机加工的cnc零件程序。

可替代地,代替步骤54,调度服务器28可以预先将整个零件记录返回至测量仪控制器。在这种情况下,测量仪控制器将整个零件记录连同检查结果一起传输至数据服务器29(在图2中的41处)。然后在步骤54中不需要请求零件记录信息。

在步骤56中,该组检查结果与相应的零件记录信息一起被插入保存在数据服务器29中的数据库中。此数据库包括由所有机床10、12、14、16在所需时段内制造的所有零件的检查结果的历史记录和零件记录信息。这些结果可能已经由测量仪20、22、24中的任何一个产生,并且相关测量仪的识别号也可以包括在记录中。

图7示出了由机床之一(例如,机床10)生产的标称相同的零件的特定特征的特定尺寸或坐标点的测量结果。这些测量结果按照图6中过程控制模块接收这些测量结果的顺序示出。条70、72、74表示来自连续标称相同的零件的特定尺寸或点的测量结果,这些测量结果分别在不同的测量仪20、22、24上测得。

在步骤58中,过程控制模块然后使用刚刚接收到的结果组的零件号和mt-id来询问其数据库。该过程控制模块检索针对具有该零件号和mt-id的零件的预定数量的最新检查结果组。这些检查结果组表示由相关机床(例如,在本示例中由机床10)产生的具有该设计的最新的标称相同的零件。用户根据制造过程和相关零件的公差要求预先确定如此检索到的用于进行处理的结果组的数量。例如,可以选择最新的10或20组结果。当然,在生产运行接近开始时,可用的结果组将更少。

优选地,数据库中的结果组按时间戳被索引,使得在步骤58中,这些结果组以机床生产零件的顺序被检索。否则,如有必要,在排序步骤60中根据时间戳对这些结果组进行排序。图8示出了与图7相同的测量结果,这些测量结果以其在机床10上的生产顺序布置。由于生产顺序取自由特定机床10生成的已存储时间戳,因此零件是否未按生产顺序进行测量并不重要,可能是因为这些零件是在不同的时间在不同的测量仪20、22、24上测量的。例如,这可能在测量仪之一处存在检查作业队列的情况下发生,因此调度服务器28已经将后续检查作业重新调度到不同的机器。

已经按照零件生产的顺序获得了结果组,现在在步骤62中进行过程控制。在此,按该顺序分析结果组,以产生生产机器或对相关特征进行机加工的生产机器的相关工具或刀架的性能的有序历史。这是根据预设规则完成的,这些预设规则又取决于相关零件的制造过程和公差要求。合适的规则是本领域技术人员已知的。图8中以图形方式展示了一些可能的规则。

在图8中,虚线t表示相关尺寸或相关坐标点的最大公差极限。连续测量结果显示出朝向公差极限t增大的趋势。这可能是例如由热漂移引起的机床10或其他生产机器的整体性能的趋势,或是机床的工具固持架的性能的趋势。或者,可能存在由逐渐磨损引起的趋势,该磨损会影响用于对零件进行机加工的单个切割工具的性能。虚线l表示预定的控制下限,选择该下限是为了能够在超过公差极限之前校正生产过程,使得公差内零件的生产可以不间断地继续。

一个可能的预设规则可以简单地评估测量的尺寸或点坐标是否已经超过控制极限l。在图8中,第五个测量结果条是这样的。更复杂的规则例如使用最小二乘法分析来对连续测量结果进行分析。该规则可以针对如由线78指示的趋势检查结果。根据适当选择的标准(如检测线78的斜率何时超过预定值),可以在检测到这种趋势时触发规则。或另一种可能性是,规则可以评估趋势是否以及何时将超过控制极限l。在图8中,第六个测量结果条是这样的,但是可以从先前的测量结果中预测到。在达到最小公差水平之前,其他可能的规则可以检测到测量结果的减小趋势,或者减小趋势(或单个测量结果)是否以及何时在负方向上超过预定的控制极限。其他可能的规则会过滤一系列测量结果,以平滑结果或移除结果中对总体趋势没有贡献的异常值。这可以在确定经过滤的一系列测量结果是否超过控制极限或呈现某种趋势之前完成。

图6中的步骤64根据步骤62中的分析结果作出决定。如果规则没有被触发,则程序什么也不做(步骤66),并且只是循环回到开始以等待进一步的检查结果。

如果规则已经被触发,则需要采取校正动作。例如,步骤64可以生成控制信号或值,如新的工具偏移。新的工具偏移可以例如是测量尺寸误差的百分比,在某种意义上被布置成与检测到的趋势相抵消。该误差在步骤68中被反馈给机床10,如图2中的80处所示出的,并且程序再次循环回开始以等待进一步的检查结果。在这种情况下,新的工具偏移调整机床10的切割工具,该切割工具负责切割已经分析了尺寸的零件特征。以这种方式,数据服务器29产生用于调整机床的生产过程的控制信号或值,以确保其继续生产在公差极限t内的良好零件。

其他反馈动作是可能的。例如,如果分析显示突然地且意外地超过公差极限t,从而表明切割工具已经损坏,则机床10可以被指示更换替换切割工具以进行未来生产。然后,数据服务器29还指示调度服务器28拒绝或返修超出公差的工件。还可能的是,步骤64可能仅仅产生警报或发送消息来请求人类操作员采取行动以调查机床的问题。

还可能在分析步骤62中执行统计分析,从而在工厂车间自动实时地给出统计过程控制,而不是作为在质量控制室或实验室中进行的后续分析的结果。这种统计过程控制可以确定生产机器或机器的工具或刀架的加工能力,即其例如根据已知的加工能力指数(如cpk、cp或ppk)将零件生产达到预定期望公差的能力。该加工能力可以简单地作为管理报告输出,或其可以用于反馈以便如以上所述地调整生产过程。或者可能的是,生产机器可以完全能够生产出达到所需公差的零件,但与标称所需的尺寸值有偏差。在这种情况下,校正被反馈以调整生产机器来消除偏移。

图8示出了测量结果条70、72、74,这些测量结果条简单地按在机床10上的生产顺序放置,因此它们间隔相等。例如,如果工具磨损是预期的并且要被监测,则这可能是适当的。在分析步骤62中,替代地,可以在考虑实际记录的生产时间以及机床10上每个零件的生产时间之间的时间间隔的同时监测趋势等。在这种情况下,测量结果条之间的间距将是不均匀的。例如,如果要监测由逐渐温度漂移引起的变化,则这可能是适当的。

图9展示了测量结果条的不均匀间距的进一步示例,其中测量结果之间存在间隙75。不均匀间距的一个原因是分析步骤62已经检测并过滤出未考虑在内的异常值76。间隙75的其他原因是机床可能已经经历了一定停机时间。和/或一些检查结果可能不可用,因为检查站之一繁忙,并且这些检查结果已经被耽搁了。然而,分析继续进行,基于可用的测量结果检测趋势并执行其他分析规则。当然,间距也可能是不均匀的,仅仅因为这些间距考虑了工件的实际记录的生产时间之间的时间间隔。

应该认识到,图6至图9涉及仅针对标称相同的工件的尺寸或点之一的一组测量结果。实际上,可以测量工件的多个特征的尺寸或坐标点,从而给出多组这种测量结果。每组测量结果可以以相同的方式进行评估,同时适当地将反馈80发给机床控制器。然而,可能不必从所有测量结果组中提供反馈。例如,如果机床生产过程的可变性是由工具磨损引起的,则可以对此进行评估,并且可以仅从受相应磨损工具影响的测量结果组之一中提供校正反馈。如果可变性由热生长引起,则可能对此进行评估,并仅从一个或几个测量结果组(对应于仅一个或仅几个所测量的标称相同的特征)中提供校正反馈。

如上所述,调度服务器28和/或数据服务器29可以远离工厂定位。即使在这种情况下,上述反馈动作中的任何一个都可以基于远程服务器中的分析和从远程服务器反馈回的输出信号来调整工厂中的生产机器。

图3示出了用于信息流的方案的第二实施例。在大多数方面,图3类似于图2,因此将仅描述修改。

如图1中虚线所示出的,在此实施例中,制造信息系统(mis)42与包括机床10、12、14、16和测量仪20、22、24的生产单元相关联。mis42可以包括可编程逻辑控制器。

如果调度服务器28在较大的工厂中服务多个这种生产单元,其中每个生产单元具有其自己的制造信息服务器,则这种布置是合适的。如果调度服务器28远程服务于若干工厂(在这种情况下,mis42可以服务于若干生产单元),则该布置也是合适的。

mis42充当用于图5中所示零件记录的主数据存储装置,而不是调度服务器28。来自机床10的控制器11的新零件请求34与相应的时间戳一起被发送至mis42。mis42然后生成包括零件id的零件记录(图5),并在响应36中返回零件id。在接收到要检查的零件并读取其条形码时,如39、40处所指示的,测量仪控制器21、23、25从mis42而不是从调度服务器请求和接收零件号(以及可能的检查零件程序)。然而,如果需要,调度服务器可以保留零件记录信息的一些或全部的副本。例如,当调度服务器指示运输系统26将零件递送到特定的测量仪时,该调度服务器可以将零件号和/或检查零件程序发送至测量仪控制器,使得测量仪控制器不需要请求该调度服务器。

随后,当数据服务器29从测量仪之一接收到零件的测量结果时,在图6的步骤54中,该数据服务器将零件id发送至mis42而不是发送至调度服务器28,以请求(具有时间戳的)零件记录。在44处示出了此请求,并且在46处示出了从mis返回包括时间戳的零件记录。类似地,测量仪控制器将零件id发送至mis42,以请求零件号以及可能地针对零件的检查程序。

图4示出了用于信息流的方案的第三实施例。再次,图4类似于图2和图3,因此将仅描述修改。在此示例中,当调度服务器28通过总线30指示机床10的控制器11产生新零件时,控制器11在内部生成零件id和时间戳,如在48处所指示的。标签站50然后将零件id、时间戳、机床10的识别号mt-id以及可能的零件号中的所有都编码到条形码标签中。该条形码标签被粘附到零件上或粘附到其托盘或固定装置上,并与零件一起被转移到调度服务器所指示的任一个测量仪20、22或24。条形码读取器52读取所有此信息,并且测量仪控制器21、23或25将此信息与测量结果一起传递到数据服务器29。然后,数据服务器不需要向调度服务器28作出针对此信息的单独请求54。如果信息包括零件号并且测量仪控制器具有相应检查零件程序的本地副本,则测量仪控制器也不需要从调度服务器28请求信息。

类似地,在图2和图3中,时间戳和/或mt-id和/或零件号可以被编码在条形码标签中并与零件一起传送,由测量仪条形码读取器读取并由测量仪控制器传递到数据服务器。

在图2和图3的上述描述中,已经使用由机床10的控制器11生成的时间戳对测量结果进行排序。然而,如果需要,此时间戳可以由调度服务器28(或由图3中的制造信息系统42)生成,并在接收到新零件请求34时与零件id一起传递到机床。无论时间戳在何处生成,标签站50都可能再次将该时间戳编码到与零件一起传送的条形码中,并且该时间戳可以由测量仪控制器读取并传递到数据服务器。

在上述实施例中,标签站50已经产生了承载零件id和/或时间戳以及可能地其他信息的机器可读条形码标签,该标签被粘附到零件上或其托盘或固定装置上,并与该零件或托盘或固定装置一起从生产机器传送到检查站。然而,可以使用任何其他合适的机器可读技术。例如,usb或闪存或rfid存储器设备可以合并到承载零件的托盘或固定装置中,或者可以附接至零件本身。然后,连接到机床和测量仪的控制器的标签站50和条形码读取器52可以分别由usb或rfid写入设备和读取设备代替。如果要写入的信息多于条形码所能容纳的信息,例如,包括时间戳、mt-id和零件号,则这可能特别合适。

上述实施例已经使用时间戳来跟踪零件的生产顺序。然而,代替这种情况,零件id可以简单地包括由调度服务器28、mis42或机床控制器本身生成的唯一的、按顺序分配的序列号。在按顺序分配的情况下,该序列号类似地指示机床10上零件的生产顺序。在过程控制模块(图6)中,该序列号可以以与时间戳相同的方式使用以将由机器10生产的零件的记录索引或排序为其生产顺序。机床识别号mt-id(以及可能的零件号)还可以合并到带有此序列号的零件id中。如果零件id是由机床控制器生成的,则这特别合适。再次,在这种情况下,数据服务器可能不必在图6的步骤54处请求零件记录,因为该数据服务器已经具有零件id中所需的信息。

到目前为止,已经使用来自两个或更多个测量仪20、22、24的检查结果针对在一个机床10上生产的一系列标称相同的零件(工件)描述了过程控制。该过程控制具有灵活调度的优势,因为如果测量仪之一繁忙,则可以在另一个测量仪上检查零件。还存在冗余优势。如果一个测量仪不运转,则调度服务器28可以将对未来零件的检查切换到其他测量仪。

检查结果还可以包括产生这些检查结果的测量仪的识别号。然后,数据服务器29中的过程控制模块还可能包括对来自不同测量仪的检查结果进行比较的规则。例如,如果当测量由同一机床生产的标称相同的零件时,发现来自这些测量仪之一的结果与其余测量仪的结果显著不同,则过程控制模块可以诊断问题在于该测量仪而不是机床。为此,对结果进行分析包括对在单独的检查机器上进行的相应尺寸或点的测量结果进行比较,并且如果来自这些检查机器之一的结果与其余检查机器中的一个或多个的结果相差超过预定量,则提供输出信号。再次,数据服务器然后可以指示调度服务器将对未来零件的检查切换到其他测量仪。该数据服务器还可以触发警报或向人类操作员发送消息以调查问题,例如,相关的测量仪是否偏离规格。或者,该数据服务器可以调整从结果不同的测量仪获得的结果,这些结果以取决于输出信号的量进行调整。

当然,其他机床12、14、16还将生产零件,可能具有与在机床10上生产的零件相同的设计,或者可能具有不同的设计(不同的零件号)。记录被保存,并且包括时间戳、零件id和机床识别号的信息以与上述相同的方式生成和转移。服务器28中的调度程序被编程用于在任一个最方便或最高效的测量仪20、22、24上以相同的方式调度其检查。因此,还具有灵活性的优势,因为可以在任何测量仪上检查任何零件。并且然后数据服务器29的过程控制模块以相同的方式对这些机床12、14、16中的每一个执行过程控制,同时注意哪个机床生产每个零件以及这些零件在该机床上的生产顺序。

如果其中一个机床不运转(可能是过程控制模块中的规则检测到的问题),则在后一种的情况下还具有冗余的优势。没有专门用于该机床的测量仪,该机床也将成为非生产性的。调度服务器可以将零件的生产切换至其他机床,并且该调度服务器可以继续在所有测量仪之间分配检查工作。

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