一种机械手臂动态监测系统及其实施方法技术方案

一种机械手臂动态监测系统及其实施方法，其主要具有一监测系统，所述的监测系统信息连接有至少一传感器，且各传感器设置于一机械手臂上，当机械手臂动作时，所设置的传感器可将一动作信号传送至监测系统，而且，监测系统撷取大量的动作信号后进行深度学习（Deep learning），使监测系统可依据所收集到的动作信号，提前检知机械手臂的故障特征，借此可大幅提升产品合格率及产线产能安排的效益。

【技术实现步骤摘要】
一种机械手臂动态监测系统及其实施方法
本专利技术涉及一种机械手臂动态监测系统，特别涉及一种将一传感器设置于一机械手臂，经由传感器将所测得的一动作信号传送至一监测系统，使监测系统可在累积大量动作信号后，通过深度学习运算分析，使监测系统可通过动作信号的些微变化，对之后待监测的机械手臂提供故障预知判断的机械手臂动态监测系统。
技术介绍
目前自动控制技术成熟，自动控制设备已逐渐取代单纯人力代工的产线，其中以机械手臂为生产在线最常见到，生产线是持续的进行生产作业，因此技术人员需随时监测机械手臂，以维持机械手臂的动作质量，避免机械手臂损坏而间接降低产品合格率，目前市售的机械手臂感测装置可区分为三种：位置传感器：用以确认机械手臂是否精准如实移动到欲控制的位置上；电流传感器：用以监测机械手臂的各轴马达输出电信号是否异常，作为机械手臂是否发生故障的判别；AOI（AutomationOpticInspection）检测：利用影像技术监测机械手臂移动位置是否有如实移动到欲控制的位置上，如果没有藉由影像判别得知，并藉由影像信息来补偿控制机械手臂至正确位置。请参照中国专利技术专利第CN103036201A号“一种纺织机械故障定位系统”，其公开了一种纺织机械故障定位系统，包括振动频率捕捉器、频率分离模块、电源继电器、报警模块、主控制模块、数据存储模块，所述振动频率捕捉器通过所述频率分离模块与所述主控制模块连接，所述电源继电器、报警模块和数据存储模块直接与所述主控制模块连接，本专利技术利用检测纺织机械同频率振动的振幅是否在正常范围可以得到纺织机械是否发生故障，利用电子设备及时切断相应设备的电源，可以防止故障进一步扩大；再者，通过设置在每台独立纺织机械不同部位的振动频率捕捉器，依据振动频率捕捉器振幅判断故障的部位；另有其他参考专利数据如下：中国台湾专利第TWI470385号“自动化制造器具所用的智能型状态监控及故障诊断系统”；中国台湾专利第TWI586943号“enhanced-FFT在线机台振动量测系统与方法”；中国台湾专利第TWM534670号”机械手臂控制的动作远程储存系统”；中国专利第CN100516789C号“机械设备的异常诊断系统”；美国专利第US9727050B2号“Processingmachineryprotectionandfaultpredictiondatanativelyinadistributedcontrolsystem”；美国专利第US5943634B1号“Vibrationdataanalysisbasedontimewaveformparameters”。然而，目前机械手臂监测方法仍有诸多不足之处，例如在目前产业应用中，机械手臂在移动的过程中的顺畅度对产品的合格率也有莫大的影响，举例来说，一个半成品晶圆会因为手臂移动过程中所产生过大的振动而导致产品或晶圆出现异常甚至破片情形，因此就算产品被如实送到正确的位置上，也是一次无效的运送，并可能造成产线极大的损失，而且，以监测驱动端（马达）的电流变化为例，监测电流变化是一种有效判别机械系统异常的手段，然而，此手段的限制在于，以此判定异常时，机械结构的故障已是非常明显，监测到故障时，即需要立即停机修复，这样往往会牵涉到后续的备料、工作排程调整、与产能影响问题，另外，机械的损坏是渐进式的，如能在初期出现微小的机械故障特征就及时发现，对于产品合格率以及产线产能安排应具有一定程度的效益。
技术实现思路
有鉴于上述的需求，本专利技术人依据多年来从事相关行业的经验，针对自动控制设备的监测系统及方法进行研究及分析，期能利用设计出解上述需求的专利技术；因此，本专利技术的主要目的在于提供一种可通过累积大量动作信号进行学习，达到对一受监测的机械手臂提供故障预知判断的机械手臂动态监测系统及其实施方法。为达上述目的，本专利技术的一种机械手臂动态监测系统及其实施方法，其主要用于对一机械手臂的动作所产生的一动作信号进行监测，包括：一中央处理模块，用于运行该机械手臂动态监测系统；一动作信号数据库，与该中央处理模块信息连接，该动作信号数据库储存有至少一动作样本信息；一信号学习模块，与该中央处理模块信息连接，该信号学习模块执行一深度学习算法，该信号学习模块以该动作样本信息进行一相似度判断，另外以一突波限制值进行一信号异常判断；一数据传输模块，与该中央处理模块信息连接，用于发布一警示信息；以及该信号学习模块对该动作信号经该相似度判断分析后得出一高相似度结果，且未超过一突波限制值时，该信号学习模块优化该动作信号数据库的该动作样本信息，当该动作信号超出该突波限制值，则发布该警示信息。较佳的，一数据建立及储存模块与该中央处理模块信息连接，该数据建立及储存模块可将所接收到的该动作信号，转变为可供该信号学习模块分析读取信号格式的一动作信号数据。较佳的，该数据传输模块另与一信息装置完成信息连接，该数据传输模块可将一异常确认信息发布至该信息装置。较佳的，一行为判读模块与该中央处理模块信息连接，该行为判读模块发布该异常确认信息，经一用户确认该异常确认信息，并由该信息装置回传一确认结果，当该确认结果为一正常状态，则该信号学习模块建立另一组动作样本信息。较佳的，一信号记录模块信息连接于该中央处理模块，该信号记录模块可产生及储存一信号状态记录档案。较佳的，一传感器设置于该机械手臂，该传感器可检测该机械手臂动作后产生该动作信号，并将该动作信号传送至该机械手臂动态监测系统。较佳的，该传感器为一多轴向加速度计、一陀螺仪、一应变规、一压力感测计、一温度计、一电压计和一电流计其中一种或其组合。一种机械手臂动态监测系统的实施方法，用于监测一机械手臂的故障状态，其包括：一动作信号监测步骤：一传感器监测该机械手臂的动作变化，依据所测得的动作变化产生一动作信号，并将该动作信号传送至一监测系统；一动作信号相似度判别步骤：当该动作信号被传送至该监测系统，一中央处理模块将该动作信号传送至一数据建立及储存模块，使该数据建立及储存模块将该动作信号转变为一动作信号数据储存，一信号学习模块撷取该动作信号数据，并与储存于一动作信号数据库的一动作样本信息进行一相似度判断，比对后产生一高相似度结果或一低相似度结果；一动作信号异常判别步骤：当该信号学习模块判定为该高相似度结果时，该信号学习模块监测该动作信号数据是否超过一突波限制值；一优化动作样本信息步骤：如该动作信号数据未超出该突波限制值，该信号学习模块依据该动作信号数据优化该动作样本信息；以及一储存于动作信号数据库步骤：当该信号学习模块完成优化作业后，该信号学习模块更新该动作信号数据库中所储存的该动作样本信息，以供该信号学习模块对下一笔该动作信号数据进行该相似度或异常状态判断。较佳的，该信号学习模块完成相似度判断后可产生一差异值，当该差异值于该相似度区间内，则判断结果为该高相似度结果。较佳的，该信号学习模块完成相似度判断后可产生一差异值，当该差异值超出该相似度区间，则判断结果为该低相似度结果。较佳的，该优化动作样本信息步骤中，该信号学习模块依据该高相似度结果的该动作信号数据，调适储存于该动作信号数据库的该动作样本信息的数据变化范围。较佳的，该动作信号相似度判别步骤完成后，可执行一行为判读及建立新的动作样本信息步骤；当本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械手臂动态监测系统，用于对一机械手臂的动作所产生的一动作信号进行监测，其特征在于，包括：一中央处理模块，用于运行该机械手臂动态监测系统；一动作信号数据库，与该中央处理模块信息连接，该动作信号数据库储存有至少一动作样本信息；一信号学习模块，与该中央处理模块信息连接，该信号学习模块执行一深度学习算法，该信号学习模块以该动作样本信息进行一相似度判断，另外以一突波限制值进行一信号异常判断；一数据传输模块，与该中央处理模块信息连接，用于发布一警示信息；以及该信号学习模块对该动作信号经该相似度判断分析后得出一高相似度结果，且未超过一突波限制值时，该信号学习模块优化该动作信号数据库的该动作样本信息，当该动作信号超出该突波限制值，则发布该警示信息。

【技术特征摘要】
1.一种机械手臂动态监测系统，用于对一机械手臂的动作所产生的一动作信号进行监测，其特征在于，包括：一中央处理模块，用于运行该机械手臂动态监测系统；一动作信号数据库，与该中央处理模块信息连接，该动作信号数据库储存有至少一动作样本信息；一信号学习模块，与该中央处理模块信息连接，该信号学习模块执行一深度学习算法，该信号学习模块以该动作样本信息进行一相似度判断，另外以一突波限制值进行一信号异常判断；一数据传输模块，与该中央处理模块信息连接，用于发布一警示信息；以及该信号学习模块对该动作信号经该相似度判断分析后得出一高相似度结果，且未超过一突波限制值时，该信号学习模块优化该动作信号数据库的该动作样本信息，当该动作信号超出该突波限制值，则发布该警示信息。2.如权利要求1所述的机械手臂动态监测系统，其特征在于，一数据建立及储存模块与该中央处理模块信息连接，该数据建立及储存模块能够将所接收到的该动作信号，转变为能够供该信号学习模块分析读取信号格式的一动作信号数据。3.如权利要求1所述的机械手臂动态监测系统，其特征在于，该数据传输模块还与一信息装置完成信息连接，该数据传输模块能够将一异常确认信息发布至该信息装置。4.如权利要求3所述的机械手臂动态监测系统，其特征在于，一行为判读模块与该中央处理模块信息连接，该行为判读模块发布该异常确认信息，经一用户确认该异常确认信息，并由该信息装置回传一确认结果，当该确认结果为一正常状态，则该信号学习模块建立另一组动作样本信息。5.如权利要求1所述的机械手臂动态监测系统，其特征在于，一信号记录模块信息连接于该中央处理模块，该信号记录模块能够产生及储存一信号状态记录档案。6.如权利要求1所述的机械手臂动态监测系统，其特征在于，一传感器设置于该机械手臂，该传感器能够监测该机械手臂动作后产生该动作信号，并将该动作信号传送至该机械手臂动态监测系统。7.如权利要求6项所述的机械手臂动态监测系统，其特征在于，该传感器为一多轴向加速度计、一陀螺仪、一应变规、一压力感测计、一温度计、一电压计和一电流计其中一种或其组合。8.一种机械手臂动态监测系统的实施方法，用于监测一机械手臂的故障状态，其包括：一动作信号监测步骤：一传感器监测该机械手臂的动作变化，依据所测得的动作变化产生一动作信号，并将该动作信号传送至一监测系统；一动作信号相似度判别步骤：当该动作信号被传送至该监测系统，一中央处理模块将该动作信号传送至一数据建立及储存...

【专利技术属性】
技术研发人员：许文泽，胡鸣凯，
申请(专利权)人：固德科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71