[发明专利]对来自至少一台数控机器或工业机器人进程相关的数据进行数据采集和预处理的客户端装置

说明书

本发明涉及一种客户端装置(1)和一种系统(100)，用于对来自至少一台计算机数控机器(10)或一个工业机器人的进程相关的大量数据进行数据采集和预处理，以及用于发送所述进程相关数据到至少一个数据接收器(20)，例如到一个云服务器；所述客户端装置(1)包括连接到所述计算机数控机器(10)或工业机器人的至少一个控制器(11)的至少一个第一数据通信接口(2)，用于经由至少一个实时数据信道(7)连续地记录硬实时进程相关数据，并用于经由至少一个非实时数据信道(8)记录非实时进程相关数据的相关数据。所述客户端装置(1)还包括至少一个数据处理单元(5)，用于至少将所述记录的非实时数据映射到所述记录的硬实时数据，以聚合一情境化进程相关数据组。此外，所述客户端装置(1)包括至少一个第二数据接口(3)，用于将所述一情境化进程相关数据组传送给所述数据接收器(20)，以及用于与所述数据接收器(20)的进一步数据通信。

技术领域

本发明涉及一种客户端装置，用于对来自至少一台计算机数控机器或一台工业机器人的进程相关的大量数据进行数据采集和预处理，以及用于发送所述进程相关数据到至少一个数据接收器，特别是到一个云平台，用于通过实施/运行在其上的软件应用实现数据分析。

背景技术

大数据分析通常是指收集、组织和分析大量数据集以发现模式和其它有用信息的过程。沿着这条线，大数据分析有助于更好地了解数据中包含的信息，还可帮助确定对业务和未来业务决策最重要的数据。

在这种情况下，工业制造系统，例如计算机数控机器，特别是其控制器、其电驱动和机器嵌入式测量装置，所产生的大量的进程相关数据注定应用到制造系统和过程的一个广泛分析。使用适当的软件应用对这些数据的评估、分析和测量可方便诊断制造过程的工件质量、进程质量或产品潜力。例如，显示和评估持续监测的进程变量的关系，例如一台计算机数控机器的激光输出和进给速度或工具转速和进给速度，可方便推断出关于进程质量、制造公差等的结论。同样地，所述工具路径的分析可方便与工件质量相关的描述。为了使分析尽可准确和有意义，许多这些应用需要大量的实时数据，优选完全表征要尽可能详细分析的制造系统或进程。

到目前为止，对这种工业数据的访问通常仅限于有限的数据量，不允许如上所述应用任何详细设计的应用程序。此外，数据访问通常仅限于与生成数据的工业控制器共享一个普通网络的应用程序和装置。这些限制的主要原因是大多数工业制造系统的性质，例如计算机数控机器或工业机器人，由所谓的嵌入式系统控制。嵌入式系统是具有专用功能的计算机系统，用于大量应用领域，例如航空航天、汽车、能源生成和传输以及加工工业。在所有这些细分领域，嵌入式系统的主要任务是控制实时进程。为了执行这个控制任务，嵌入式系统正在从正在进行进程中读取数据，并高频率地比较指令数据和实际数据之间的差异。如果差异高于定义的值，则系统计算新的指令/期望值，以便将进程保持在定义的状态。

相比之下，与进程控制相比，大数据情境下的数据分析的要求是完全不同的。特别是，根据分析应用程序，大数据应用程序需要从正在运行的进程中记录大量数据。这些大量数据需要由强大的数据库管理。为此，大数据通常需要卓越技术和高计算资源才能在容忍的流逝时间内高效地处理这些大量数据。因此，大多数大数据应用程序都运行在所谓的计算云平台上，大量数据传输到计算云平台上用于高性能分析。除此之外，云平台方便多个用户以及多个应用程序同时实现数据访问。

然而，在用于大数据记录以在大数据情境下执行数据分析应用方面，当今的嵌入式系统存在许多缺陷。目前嵌入式系统不能提供足够的计算资源，用于额外记录大多数大数据应用所需的大量数据量。特别是，嵌入式系统的计算能力、存储容量和通信带宽被限制在实际的控制任务上。如果要求嵌入式系统额外读取并记录大量数据，系统将失去确定性进程控制的能力。首先，处理器将通过读取和记录大量数据而过载；其次，本地存储器将不足；最后，系统的通信带宽不足以将大量数据传送到一个数据接收器，例如通过互联网的一个云平台。