专利名称：机器、特别是带机器的网络及保养和/或诊断机器的方法
技术领域：
本发明涉及机器、特别是具有一系列相互作用的装置、组件和构件的(卷烟)包装和/或生产的机器、涉及网络及涉及保养和/或诊断这样的机器的方法。
包装机、特别是卷烟包装机，以及制烟机的特征是具有很复杂的结构。相互作用的装置、组件和构件，特别是折叠转台、卷烟储存器、卷烟及盒等的输送器被构制并以下述关系布置，这种关系使机械人员对各构件的运动顺序和状态的目视检测和监视格外困难。这样就形成故障逐渐发展的情形，特别是构件或其部分的污染不能总是及时地被检查出来。另外，上述机器由于其复杂性，因而其故障检查和故障排除也是复杂的。
因此，本发明的目的在于改善在本说明书开始可提到的那种机器的保养工作。另外，本发明的目的在于构制上述机器，特别是卷烟或类似物的包装机，使工作和运动顺序及形成中的故障或实际故障可更容易及更好地被检查出来。
为了实现上述目的，按照本发明的机器具有在机器和一个连接或可以连接的网络之间交换、特别是双向交换数据的界面。
为了实现上述目的，按照本发明的(包装)机器，其特征还在于至少一个光学监视构件-摄像机-其光学接收器，特别是一个物镜通过一条长的，特别是可变形的光学线路连接于监视构件，光学接收器，特别是物镜设置在不能看到或难于达到的位置上。
上述目的进一步由一个网络实现，该网络包括一个或多个这样的机器和一个用于监视所连接的机器功能的诊断的和/或控制的台式计算机和/或一个用于对所连接的机器进行保养和/或故障排除测量的服务计算机。
最后，上述目的是通过一种用于保养和/或诊断机器，特别是(卷烟)包装和/或制造机的方法，其中，数据，特别是音频和/或视频数据和/或机器数据通过一个网络与诊断和/或控制台计算机和/或服务计算机互换。
使上述机器网络化的优点在于在实际生产房间之外，在同样连接于网络的计算机上，可以进行直接作用在机器上的测量。例如，机器数据可以从控制台或诊断计算机得到询问，控制台或诊断计算机可设置在离开机器的任何需要的距离处。但是，从上述控制台或诊断计算机不仅可以询问关于机器的数据，而且也可以将新数据输入机器。这可能很有意义，特别是在更新软件的情形中。最后，从上述的控制台或诊断计算机也可以进行对机器的控制测量。在这种情形中，安装在机器上的摄像机最好可以转动，并聚焦于特定的机器区域。这种摄像机调节可以手动地、特别是以控制台或诊断计算机进行，但是也可以，且最好在有关机器的故障信息及装在机器上的传感器的输出的基础上自动地进行。
但是，具体来说，借助安装在机器上的摄像机，可以用控制台计算机和诊断计算机进行电视会议。在这种情形中，这种控制台或诊断计算机最好也具有适当的摄像机。
但是，网络也可以具有“与外界的”的连接。因此，例如通过WAN(广泛区域网络)，可以连接于例如设置在机器制造厂商那里的计算机。该计算机最好是所谓的服务计算机、也有可能建立电视会议。另外，借助这种服务计算机，在机器中也可以进行与从控制台或诊断计算机进行的相同方式的干预。
按照这种方式，实际上可以从任何需要的距离进行保养或排除故障。例如，机器可以装在日本，而进行保养的人员却在德国坐在服务计算机前。
在本说明书开始时提到的机器连接于网络，借助于适当的界面或按照本发明的方法，使数据通过网络与诊断或控制台计算机和/或服务计算机交流，这样就可以得到所有的上述优点。
关于本发明，“网络”应理解为带有一个或多个机器，以及特别是至少一台计算机的网络。
本发明还是以下述发现为基础的如果那些导致实际发生的故障的机器的情况被早期检测出来，并采取适当对策的话，包装机的能力或其效率可以得到增加。这一点可以按照下述方式实现用光学或视觉监视构件监视机器的那些不能看到或很难看到的重要区域。因此，一方面，在上述区域中发生的故障可以被检测到，并可采取适当的对策。另一方面，对于功能来说很重要的故障的早期发展，特别是构件的越来越严重的污染可以被记录下来，并借助监视构件被看到。
按照本发明，借助监视构件或借助摄像机记录到的图像可被看到，最好在配置于(包装)机器上的屏幕上被看到，最好看到记录的细节的放大图像。
按照本发明的光学监视构件也可以用来产生活动构件的静止图片，并在屏幕上将其显示出来，以便使运动程序，特别是包装件的折叠步骤可以被看到。静止的图片可以借助配置于监视构件的照明系统，使用内频效应产生。
按照本发明，用于观察机器的隐蔽或被覆盖的区域的摄像机设有一可变形的光学纤维缆，具体来说就是一条带有玻璃纤维的线路。该线路以下述方式构制光传导束或玻璃纤维束在自由端带有一个记录装置，即，物镜，如果适当的话，一系列用于传递光线，即，用于被规察区域照明的光传导束组合成一条线路。取决于其用途，该线路可具有不同的长度，例如长度达1米。
现在对照以下附图利用实施例详述本发明。
图1以示意侧视图表示作为推荐实施例的包装机或其部件，图2以放大比例表示图1的包装机细部结构，图3表示图1和图2所示包装机的光学监视构件，图4以放大比例表示图3所示监视构件的横剖图，图5表示一个屏幕，该屏幕带有图3的监视构件记录的放大的细部结构，
图6表示一个网络，该网络包括一个带有一系列包装或生产机的局部网络，以及使用上述局部网络、带有服务计算机的WAN。
附图中所示的推荐实施例是关于包装机的，具体来说是关于用于生产软盒式卷烟盒10的卷烟包装机的。图1是包装机结构的简化侧视图。如该图所示，包装机包括一个卷烟料斗11、一条用于输送卷烟组的凹槽式链12和一个折叠转台13。折叠转台通过一个转送转台14连接于一个干燥转台15。在干燥转台的区域内，完工的卷烟盒10留存一定时间，以便使胶点硬化。完工的卷烟盒借助排放输送器16运走。这种包装的细节可参阅US 4 735 032和US 4 852 335。
包装机具有很大区域在操作过程中可能受到材料磨损、构件故障或污染。许多区域包装机操作人员不能进行或很难进行直接视觉监视和检查。
选作这种重要及需要监视的包装机区域的实例的组件是配置在折叠转台13上的一个组件，即，在上胶工位17的区域中工作的上胶组件18。该上胶组件设置在一个静止的位置上，就在折叠转台13及卷烟盒10的圆形运动路径旁。上胶组件18的任务是将胶施加在卷烟盒10的特定折片上，具体来说，是以点状胶的形式施加。上胶组件18的结构及功能可详阅DE 196 48 445．6。
上胶组件18具有一个或多个上胶喷嘴19。在本实例中，上胶喷嘴19的结构是一个喷嘴头部20或多个在折叠转台的轴向上彼此并置的喷嘴头部20布置在面对折叠转台13和卷烟盒10的那一侧。胶的部分从喷嘴头部露出。图2上胶喷嘴19的缩回位置，在该位置上，喷嘴头部20被一个盖件21封闭。
由于包装机的构造，上胶组件18或喷嘴头部20的区域不能直接看到。因此，例如一个区域被支承皮带23的被转动的转向辊22所覆盖，而上述皮带则在折叠转台13的一个圆周区域中抵靠在卷烟盒10的外侧上。转向辊22和/或支承皮带23会妨碍看到上胶喷嘴19。
为了能够可对上述敏感构件进行视觉监视，在该区域中安装了远程监视构件，它包括一个适当的摄像机(未画出)和一个配置于被监视或观察的区域中的光学系统。因此，该光学系统离开实际的摄像机一个距离。光学系统记录的图像通过一条线路引至摄像机，从而被转变成图片。
在本实施例中，一条线路24引至被监视的区域，即，在本实例中被引入上胶组件18或上胶喷嘴19附近。线路24在自由端形成一个物镜，在最简单的情形中是光学纤维缆的自由端。在本实施例中，线路24具有多种功能。在外皮25内设有多条不同功能的光学纤维缆，在本例中为三条。(较大直径的)记录束26借助自由端上形成的物镜或借助光学纤维，特别是玻璃纤维束的端面捕捉被记录的图像。另外，在共用的外皮25内还有两条光学纤维缆27，28。这两条同样最好由玻璃纤维束构成。光学纤维缆27，28连接于一个光源，并用来照明被监视的区域，在本例中为喷嘴头部20的区域。
线路24连接于一个装置29，在图3中只画出该装置的外壳。装置29在本例中用于将被记录的图像通过连接线路30送至摄像机(未画出)或送至另一个图像或信号评估装置。装置29也可用于将记录的图像例如通过一个CCD接收器转化成电信号。另外，光源(未画出)的一条连接线路31连接于装置29。
由摄像机记录的被观察区域的图片可在配置于包装机的监视器的屏幕32上显示，最好显示成放大的图片。作为一个实例，图5表示上胶组件18和放大的喷嘴头部20，其侧面带有不合要求的胶沉淀33，这是机器操作的一种指示，指示在上胶组件18的区域中正在产生一种临界状态。
上述光学监视和观察装置例如可产生静止的图片，以便检查坯件折叠过程中的高速运动。静止图片可以采用本身公知的闪频效应产生。为此目的，被观察区域的脉冲照明可以通过光源和光学纤维缆27，28，特别是以机器运动的速率来产生。如果机器是以例如每分钟700个循环的生产率工作，那么在被观察的区域中就需要产生700个光循环。
线路24借助外皮25和缆26，27和28的适当结构制成可变形的，因而借助简单的变形可形成需要的相对位置。
检测故障的传感器安装在与包装操作相关的许多区域中。如果上述区域不能被操作者看到，那么，机器具有一个监视该区域的摄像机，例如，为上述光学监视和观察装置的形式。这样，如果在该区域发生故障，该区域的图片就会被摄像机或上述光学监视和观察装置自动记录，并在屏幕上显示。在这种情形中，如果在故障区域光线不足，该区域由摄像机的光源附加照明。
例如，一个传感器确定一种胶以不合人意的方式施加在坯件上的故障。然后，摄像机或光学监视和观察构件被接通，如需要还接通有关光源，从而可以记录该区域的图片。然后，这些图片传送至前述屏幕。
图6表示一个局部网络34。该网络34例如设立在卷烟制造厂商那里。机器35，36，37是卷烟包装和/或生产机。
每台机器35，36，37具有用于控制机器35，36，37的控制装置38，39，40。该控制系统构成局部网络34的网络缆线的界面。这样，所有机器35，36，37连接于一共用的网络缆线41。
如上所述，机器35，36，37的控制装置38，39，40构成机器和局部网络34的网络缆线之间的界面。通过该界面，数据与机器35，36，37双向交流。这样，数据不仅可从机器读出，而且可以从外界干预机器。
另外，一控制台和诊断计算机42连接于网络缆线41。操作者在该控制台和诊断计算机42上可对各机器或同时对几台机器35，36，37进行保养、诊断和故障排除措施。例如，操作者可询问机器数据，从而确定在一个班次或在任何其它时段内已经生产了多少装置(盒或卷烟)。但是，操作者也可以为机器35，36，37制定规则，例如，在一个特定的时段内准备生产的装置的数目。借助控制台和诊断计算机42也可以将更新的软件下载到机器控制装置38，39，40。但是，操作者也可以从该计算机42询问机器状态。例如，操作者以这种方式接收关于故障的信息。然后，操作者可以从控制台和诊断计算机42采取措施以消除这种故障。具体来说，故障可以在一定程度上远程地被修正，甚至无需现场的相应手动操作。
但是，如果故障不能被远程地修正，那么，安装在每台机器上的电视会议系统43，44，45，以及在控制台和诊断计算机42上的相应的电视会议系统46可以为控制台和诊断计算机42和有关机器35，36，37处的操作者提供声频一视频通讯的可能性。每个这些电视会议系统43，44，45，46具有一个话筒和一个摄像机。具体来说，这种电视会议系统也可将图片从机器35，36，37传至控制台和诊断计算机的屏幕。控制台和诊断计算机的操作者并不必到机器那里来现场观察有关故障。操作者而是可以从控制台和诊断计算机42采取适当措施，以便消除已经出现的故障。如果为此需要进行手动操作，那么他可通知机器35，36，37的操作者具体执行。
装置29也连接于机器35，36，37的控制装置38，39，40，装置29提供不能由操作者直接看到的区域的图片。这些图片也可以通过网络34传至控制台和诊断计算机42。
为了进行进一步的诊断测量，设有另一个可移动的计算机47，例如，一个膝上计算机。这种可移动的计算机47具有一个发射和接收器48，其用于操纵与网络34的无线连接。可移动的计算机47可以通过连接于局部网络34的网络缆线41的另一个无线发射和接收器49进行通讯。从这个可移动的计算机47可执行与从控制台和诊断计算机42进行的相同的功能。这样就增加了保养和诊断的灵活性。按照这种方式，负责保养和诊断的操作者就可以从任何需要的工作站位进行他的工作。具体来说，在必须现场观看机器35，36，37的困难的情形中，操作者可随身携带可移动的计算机47，在现场使用它。这样带来的优点在于，操作者可以仍然保持其习惯了的计算机环境。
除了可移动的计算机47通过发射和接收器48连接于带有网络缆线的另一发射和接收器49以外，还可以通过无线发射和接收器连接机器35，36，37及其控制装置38，39，40。
另外，一个所谓的服务器50连接于网络41。在该服务器50上执行一数据库、该数据库具有关于整个网络34，包括其所有上面描述的构件的数据。另外，服务器50用于与外部网络的通讯。
通过连接装置51，服务器50及整个网络34连接于一个WAN(广域网络)52。例如，该连接装置包括调制解调器、ISDN、无线电和/或卫星连接装置。WAN52例如可以是互连网(或WWW，即，世界范围网络)，或其它相对较大的公司内部网络。
另一局部网络53，特别是通过连接装置54也连接于WAN52，所述连接装置可以是象连接装置51的那种连接装置。
局部网络53同样具有一个网络服务器55，该网络服务器通过网络缆线56连接于其它网络计算机。服务器55基本相当于服务器50，因而这方面可参阅对服务器50的描述。具体来说，服务器55同样具有数据库和通讯装置，以便可以在局部网络53和WAN52之间进行通讯。网络缆线56提供了与服务计算机57的连接，服务计算机也设有电视会议系统58。
服务计算机57提供与控制台和诊断计算机42相同的功能，这方面可参阅对控制台和诊断计算机42的描述。但是，与控制台和诊断计算机42相比较，服务计算机57此外还提供在很大距离上，特别是远至WAN所及范围的与机器35，36，37通讯的可能性，如必要的话，还可对机器进行干预。
附图标记表10 卷烟盒11 卷烟料斗12 凹槽式链13 折叠转台14 转送转台15 干燥转台16 排放输送器
17 上胶工位18 上胶组件19 上胶喷嘴20 喷嘴头部21 盖件22 转向辊23 支承皮带24 线路25 外皮26 记录束27 光学纤维缆28 光学纤维缆29 装置30 连接线路31 连接线路32 屏幕33 胶沉淀34 局部网络35 机器36 机器37 机器38 控制装置39 控制装置40 控制装置41 网络缆线42 控制台和诊断计算机43 电视会议系统44 电视会议系统45 电视会议系统
46 电视会议系统47 可移动计算机48 发射和接收器49 发射和接收器50 服务器51 连接装置52 WAN53 局部网络54 连接装置55 服务器56 网络缆线57 服务计算机58 电视会议系统
权利要求
1．机器，特别是(卷烟)包装和/或生产机，其特征在于它具有在机器(35，36，37)和所连接或可以连接的网络(34，52，53)之间，特别是双向交流数据的界面(38，39，40)。
2．如权利要求1所述的机器，其特征在于在机器侧，它具有声频和/或视频系统，特别是电视会议系统(43-45)，其用于通过所述界面(38，39，40)交流声频和/或视频数据，以便在机器操作者(35，36，37)和另一位人员(服务工程师)之间借助另一个同样连接于所述网络(34，52，53)的声频和/或视频系统(46，58)进行通讯。
3．如权利要求1或2所述的机器，其特征在于每个所述声频和/或视频系统(43-46，58)具有一个话筒和/或一个摄像机。
4．如前述权利要求之一所述的机器，其特征在于一个控制系统按照下述方式设计，使机器数据，特别是生产数据，和/或特别用于更新软件的机器控制程序，和/或来自一个光学监视和观察构件的视频数据可通过所述界面被交流。
5．如前述权利要求之一所述的机器，其特征在于一个发射和接收器无线地将机器连接于所述网络(34，36，37)。
6．如前述权利要求之一所述的机器，特别是(卷烟)包装和/或生产机，它具有多个相互作用的装置、组件或构件，其特征在于至少一个光学监视和观察构件，特别是一个摄像机，其光学接收器，特别是物镜通过一条长的，特别是可变形的光学线路(24)连接于摄像机或一个评估构件，所述光学接收器，特别是物镜装在机器的不能看到或难于接近的位置上。
7．如权利要求6所述的机器，其特征在于所述线路(24)具有至少一条光传导记录束(26)，其作为物镜的自由端朝向被监视或观察的构件，所述线路(24)或记录束(26)连接于摄像机或类似装置。
8．如权利要求6或7所述的机器，其特征在于被观察的区域特别通过光学纤维缆(27，28)被照明，所述光学纤维缆连接于光源，并与线路(24)结合，最好与记录束(26)共用外皮(25)。
9．如权利要求6至8中任一项所述的机器，其特征在于记录束(26)或线路(24)是可变形的，使记录束(26)，以及如适当的话，也使光学纤维缆(27，28)的端部可通过线路(24)的适当变形而被带至相对于被观察构件的需要位置上。
10．如权利要求6至9中任一项所述的机器，其特征在于通过记录束(26)记录的图片可送至机器上的一个监视器并显示在一个屏幕(32)上，特别是作为放大的图片显示。
11．如权利要求6至10中任一项所述的机器，其特征在于监视是为了监视上胶组件(18)而进行的，所述上胶组件具有上胶喷嘴(19)和喷嘴头部(20)，以便在喷嘴头部(20)的区域中将胶施加在坯件的折片上，所述线路(24)的端部设置得邻近于喷嘴头部(20)。
12．如权利要求1至11中任一项所述的机器，其特征在于它具有用于检测故障的传感器。
13．如权利要求12所述的机器，其特征在于一个光学监视和观察构件的控制系统在传感器报告故障时接通所述构件，并记录所述构件的捕获区域的一张或多张图片。
14．如权利要求12或13所述的机器，其特征在于一个自动开/关的开关装置在传感器报告故障时接通光学监视和观察构件的区域中的灯，记录该区域的一张或多张图片，并且在图片已经记录时关掉灯。
15．如权利要求4至14中任一项所述的机器，其特征在于一个调节装置在下述基础上调节光学监视和观察构件a)传感器检测出故障，故障区域可被监视和观察构件捕获，和/或b)控制指令来自外部计算机，特别是服务计算机(57)。
16．网络，其特征在于设有前述任一项权利要求所述的一个或多个机器(35，36，37)，以及a)一个用监视所连接的机器(35，36，37)的功能的控制台和/或诊断计算机(42)，和/或b)一个用于进行在所连接的机器(35，36，37)上的保养和/或故障排除措施的服务计算机。
17．如权利要求16所述的网络，其特征在于所述网络具有一个LAN(局域网络)(34，53)或局部网络，特别是企业内联网络，和/或一个WAN(广域网络)(52)，特别是互联网。
18．如权利要求16和17中任一项所述的网络，其特征在于所述网络(34，52，53)具有一个或多个调制解调器、ISDN、无线电和/或卫星连接装置。
19．用于监视和/或诊断机器(35，36，37)，特别是(卷烟)包装和/或生产机的方法，其特征在于数据，特别是声频和/或视频数据和/或机器数据通过网络(34，52，53)与一个控制台和/或诊断计算机(42)和/或服务计算机(57)交流。
20．如权利要求19所述的方法，其特征在于使用如权利要求1至15中任一项所述的机器(35，36，37)和一个如权利要求16至18中任一项所述的网络(34，52，53)。
全文摘要
本发明涉及机器,特别是(卷烟)包装或生产机,它具有在机器(35,36,37)和连接的网络(34,52,53)之间交流数据的界面(38,39,40)。本发明也涉及(卷烟)包装或生产机,它具有用于观察复杂机器的难于达到或看到的区域的监视装置,所述监视装置位于包装机的相关区域中。该监视装置使用线路(24)记录机器难于到达的区域的图像,例如,使用摄像机在显示屏幕上复制所述图像。本发明也涉及上述机器的网络(34,52,53),它包括用于监视机器功能的计算机(42)和/或用于在连接的机器(35,36,37)上进行保养和/或检修措施的计算机(57)。最后,本发明也涉及监视和/或诊断机器(35,36,37)的方法,按照这种方法,数据通过网络(34,52,53)与控制台和/或诊断计算机(42)和/或服务计算机(57)交流。
文档编号G05B19/042GK1285060SQ98812938
公开日2001年2月21日 申请日期1998年10月16日 优先权日1997年12月4日
发明者海因茨·福克, 汉斯-于尔根·布雷特豪尔, 约尔格·卡卢施克 申请人:福克有限公司