稼动率计算方法及其系统和嵌入式装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种加工机台的稼动率计算技术领域,特别是指一种加工机台的稼动率计算方法及其系统和嵌入式装置的技术领域，所述稼动率计算方法可通过嵌入式装置与稼动率计算系统来执行。
【背景技术】
[0002]加工机台，尤其是电脑数值控制(Computer Numerical Control, CNC)工具机为一种已经被广泛地使用于制造各种机器设备的工具机器。传统上，当使用加工机台对工件进行加工前，必须先载入或编辑加工程序以进行加工，而管理者能够在远端管理加工机台。管理者会希望能从一远端平台来取得加工机台的加工生产状态与信息，例如加工机台是否正常运转、是否有异常信号、加工程序数据、操作员工数据、机台稼动率(machineutilizat1n)等。
[0003]稼动率亦称为“产能利用率”，是用来衡量机器设备使用效率的重要指标之一。简单来说，稼动率为机器设备的实际加工时间和可以运转的时间的比率，也就是机器设备负荷时间扣除掉停机时间后和负荷的比率，停机时间可能是机器设备维修、保养，或是无工件需进行加工等。一般来说，稼动率越高可表示机器设备使用效率越高，产能越佳，而常见的稼动率计算公式如后所列:稼动率=(负荷时间-停机时间)/负荷时间，其中(负荷时间-停机时间)即为实际加工时间。
[0004]在现有技术下，工厂内大部分的设备都是由可程序逻辑控制器(ProgrammableLogic Controller，PLC)来予以控制其工作流程或相关动作。为了获得工厂内各个设备的稼动率以进一步分析各设备的产能利用率的相关信息，现有技术多采用人工回报方式；也即设备的操作人员需要在设备进行加工前扫描待加工的工件的条形码并且记录于系统，或是由操作人员记录设备的加工时间于纸本上，再由人工方式记录于系统。然而，如果稼动率的计算方式采用人工回报的方式容易产生不准确的问题，并且无法准确地反映出设备的稼动时间。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本披露内容提供一种自动化计算加工机台的稼动率的方法，特别适用于具有PLC的加工机台。本披露内容的方法及系统具有可扩充性，不需要为多种不同厂牌、型号的PLC或加工机台来分别进行接口连接(如经由硬件和软件接口来进行连接)，即可自动为不同加工机台来分别建立对应的动作规则，来计算不同加工机台的稼动率。
[0006]本发明实施例提供一种稼动率计算方法，用以计算加工机台的稼动率，所述加工机台连接可程序逻辑控制器，可程序逻辑控制器连接嵌入式装置，嵌入式装置连接稼动率计算系统，嵌入式装置包括输入/输出端口获取模块与控制器，控制器连接输入/输出端口获取模块，以将运作信号传送至稼动率计算系统以计算稼动率，其中稼动率计算系统储存加工机台动作规则，所述可程序逻辑控制器具有多组输入/输出端口，并且稼动率计算方法包括以下步骤:通过输入/输出端口获取模块扫描输入/输出端口的运作信号；通过稼动率计算系统依时间持续接收运作信号；通过稼动率计算系统依据运作信号和加工机台动作规则以判断加工机台是否在进行加工；如果加工机台在进行加工，则记录加工机台的加工时间数据；依据加工时间数据和应加工时间数据产生稼动率，其中加工机台动作规则为记录对应加工机台进行加工时的至少一加工特征输入/输出端口，所述加工特征输入/输出端口为多个输入/输出端口的其中之一。
[0007]在本发明其中一个实施例中，其中加工机台动作规则经由稼动率计算系统所设定的加工参考时间与闲置参考时间，由控制器根据加工参考时间取得加工参考时间对应的多个输入/输出端口的运作信号，以及根据闲置参考时间取得闲置参考时间对应的多个输入/输出端口的该运作信号，进而依据对应加工参考时间的运作信号和对应所述闲置参考时间的运作信号的差异，决定至少一加工特征输入/输出端口，其中加工机台依据加工参考时间进行加工，以及依据闲置参考时间未进行加工。
[0008]在本发明其中一个实施例中，其中加工机台动作规则经由控制器记录加工机台进行加工时的运作信号以及未进行加工时的运作信号，并传送到由稼动率计算系统以依据所记录应进行加工时的运作信号和未进行加工时的运作信号的差异，决定至少一加工特征输入/输出端口。
[0009]在本发明其中一个实施例中，其中加工机台动作规则为加工特征输入/输出端口均有输出运作信号，而加工时间数据为累计加工特征输入/输出端口均有输出运作信号的时间。
[0010]在本发明其中一个实施例中，其中加工机台动作规则为比对加工特征输入/输出端口于一时间区间的比对运作信号，而加工时间数据为累计加工特征输入/输出端口所输出的输出运作信号、且输出运作信号符合加工特征输入/输出端口的比对运作信号的时间。
[0011]在本发明其中一个实施例中，其中稼动率计算系统系经由一数据库储存加工机台动作规则。
[0012]在本发明其中一个实施例中，其中稼动率计算系统还用以经由多个嵌入式装置连接多个加工机台，且用以判断多个加工机台中的特定加工机台是否已注册，当判断特定加工机台已注册时，则经由特定加工机台所对应控制器通过输入/输出端口获取模块扫描该输入/输出端口的运作状态。
[0013]在本发明其中一个实施例中，其中稼动率计算系统还依据所产生的稼动率产生稼动率报表。
[0014]本发明实施例另提供一种嵌入式装置，嵌入式装置连接稼动率计算系统和加工机台的可程序逻辑控制器，用以计算加工机台的稼动率，其中可程序逻辑控制器具有多组输入/输出端口。嵌入式装置包括输入/输出端口获取模块与控制器。输入/输出端口获取模块用以扫描多个输入/输出端口的运作信号。控制器连接输入/输出端口获取模块，将运作信号传送至稼动率计算系统以计算稼动率。稼动率计算系统储存有加工机台动作规则，依时间持续接收运作信号，且依据运作信号和加工机台动作规则以判断加工机台是否在进行加工，并记录加工机台的加工时间数据，再依据加工时间数据和应加工时间数据产生稼动率，而加工机台动作规则为记录对应加工机台进行加工时的至少一加工特征输入/输出端口，加工特征输入/输出端口为多个输入/输出端口的其中之一。
[0015]本发明实施例再提供一种稼动率计算系统，经由嵌入式装置连接加工机台的可程序逻辑控制器，用以计算加工机台的稼动率，其中可程序逻辑控制器具有多组输入/输出端口，所述嵌入式装置包括输入/输出端口获取模块以扫描多个输入/输出端口的运作信号，以及包括控制器以将运作信号传送至稼动率计算系统以计算稼动率，且稼动率计算系统包括储存单元、判断单元与计算单元。
[0016]综上所述，本发明实施例所提出的稼动率计算方法及其系统和嵌入式装置，通过在加工参考时间与闲置参考时间来扫描各个运作信号以找出加工特征输入/输出端口并产生加工机台动作规则。接着，检测所述加工特征输入/输出端口的运作信号来决定加工机台是否真正在对工件进行加工程序，进而来计算稼动率与产生稼动率报表，以期能提高加工机台的设备稼动率(Equipment utilizat1n-rate)。
[0017]为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅是用来说明本发明，而非对本发明的权利要求范围作任何的限制。
【附图说明】
[0018]图1为根据本发明示例性实施例所绘示的嵌入式装置的区块示意图。
[0019]图2为根据本发明示例性实施例所绘示的运作信号的波形图。
[0020]图3为根据本发明示例性实施例所绘示的稼动率计算系统的示意图。
[0021]图4为根据本发明示例性实施例所绘示的多个嵌入式装置的示意图。
[0022]图5为根据本发明实施例的稼动率计算方法的流程图。
[0023]【符号说明】
[0024]110:加工机台
[0025]112:可程序逻辑控制器
[0026]120:嵌入式装置
[0027]122:输入/输出端口获取模块
[0028]124:控制器
[0029]130:稼动率计算系统
[0030]132:储存单元
[0031]134:判断单元
[0032]136:计算单元
[0033]ES1、ES2、ES3、ES4、ES5、ES6、ES7、ES8:嵌入式装置
[0034]M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8:加工机台
[0035]1/01、1/02、1/03、1/04、1/05、1/06、1/07、1/08:输入 / 输出端口
[0036]Tl:加工参考时间
[0037]T2:闲置参考时间
[0038]S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8:运作信号
[0039]S510、S520、S530、S540、S560:流程
[0040]URS:稼动率计算系统
【具体实施方式】
[0041]在下文将参看随附图