数控机床数据采集系统方案.docx

1、数控机床数据采集系统方案数控机床数据采集系统功能开发说明书中江联合(北京科技有限公司2011年9月概述 (3一、架构说明 (4二、功能描述 (41、启动界面 (42、主界面介绍 (43、机床树操作 (94、图表展示 (11三、开发要求 (151、软件协议 (152、所需硬件 (153、开发环境 (164、开发周期 (16概述随着大规模工业生产的演进,数控设备上监控技术的重要性逐步被人们认知,而无论是生产管理、零件管理、设备管理、订单管理、还是企业决策,都离不开对现场生产情况的及时把握。由于设备本身的通讯限制,反映生产情况的传统方式还是通过人工记录、汇报和整理来完成;同时,电脑管理的手段,也往往

2、因为相互通讯规格不完善或不匹配等原因,造成相同数据的反复输入输出,导致时效性不强、人力和财力的双重浪费。本资料简单描述了目前国内数控机床数据采集的方式和功能,可以提供给开发人员进行采集软件开发,也可以结合上层模块(MES做综合补充。数控机床采集分为网卡采集和硬件采集。网卡采集是通过数控系统厂家提供的接口协议来做二次开发;硬件采集是在机床电器柜中添加传感器来达到采集效果。那么在做开发之前就必须要购买这些接口协议和硬件。这里不是所有网卡机床都能进行网卡采集,目前能进行网卡采集的数控系统为FANUC0i系列、SIEMENS840D、HEIDENHAIN Tnc530三种系统,至于MITSUBISHI

3、、MAZAK、OKUMA等网卡系统目前厂家没有提供接口协议或还没有开放,所以只能采用硬件方式采集。从目前国内数控机床数据采集软件分析来看,功能基本上都是采集开关机、机床状态、报警信息、主轴功率等信息,在采集的过程中把这些信息写入数据库再加以分析,给客户展现出各种效率图表。下面就具体说明采集软件的功能。一、架构说明1、系统采用B/S架构,服务器端负责参数设置、访问数据库、人员权限配置、统计分析等操作。2、客户端上只是浏览机床的状态图、各种效率报表曲线、报警等信息。二、功能描述1、启动界面当启动服务器端软件时,出现登录对话框,如图1所示,输入用户和密码后,点击“登录”进入系统。 图12、主界面介绍

4、主要包括菜单、工具栏、机床树、各种图表展示,如图2所示。下面就每个菜单一一说明。 图2系统菜单,包括“登录、注销、锁定、解锁、退出”五个功能。登录:退出系统,重新登录,用于更换身份。注销:注销当前用户身份,使系统处于登录状态。锁定:限制某些功能不能用,如参数设置、人员权限等。解锁:取消锁定的限制功能。 退出:关闭软件,退出系统。配置菜单,包括“数据库配置、系统参数配置、企业日历配置、度量时间配置”四个功能。 数据库配置:与数据库连接的参数设置,如数据库服务器名称、数据库名称、用户和密码、测试连接等。 系统参数配置:设置系统参数,如系统与机床通讯的端口、采集频率、机床状态灯颜色定义等。 企业日历

5、配置:针对企业具体情况来设置企业的日历,一般情况下,先设置出勤模式,按照每天的班次定义;企业日历是定义大的范围,一般是按照季度来定义;最后还有周日历,主要考虑到周末加班情况。 度量时间配置:用来选择计算效率的依据,也就是说总的时间是按照工厂日历来计算还是按照自然时间来计算。 组织菜单:包括系统组织和班次组织两个功能。系统组织:系统本身登录人员的组织结构。班次组织:与实际工厂班次的人员对应。 报警菜单:主要用来录入网卡机床的报警信息。 报表菜单:包括效率定义和报表样式两个功能。 效率定义:定义效率的计算公式。报表样式:选择报表的格式和风格。 3、机床树操作主要功能是建立机床结构树,包括单位名称、

6、车间名、组名、机床名称等信息,而且可以在结构树上对这些信息进行操作,如对组有“添加组、修改组、删除组、添加机床”操作;对机床有“设置参数、删除机床、停止采集、启动采集”操作。对机床结构树操作都是通过鼠标右键来实现。 下面是“设置参数”界面功能说明:基本信息:主要对机床的名称、编号、系统、组名、图片等进行填写。 参数选择:主要对采集方式及对应的参数进行设置。对于网卡机床要输入机床的IP地址及通讯端口号;对于硬件采集要输入硬件的IP地址、端口号、数字量和模拟量采集点的选择及设置。 状态判断:设置机床状态判断条件,如可以根据网卡、三色灯、主轴功率等条件来判断机床是停机、开机、加工、待机、报警等。 4

7、、图表展示主要功能是从采集的数据中按照所指定的条件展现出不同的图表。包括电子看板、生产日志、统计图表、效率对比、参数曲线、带状图形六项内容。电子看板:根据车间实际布局图来放置机床的实际摆放位置,每个机床都带有三色灯(红、黄、绿,来实时显示目前机床的状态,用户也可以在上面来添加和修改机床,也可以移动到适当位置。如果鼠标双击某个机床,就会弹出与此机床相关的加工信息。 生产日志:可以根据机床组名、机床名称、机床编号、班次、日期等来查询机床的生产日志,其中运行日志、空闲日志、报警日志包括在生产日志中。在生产日志中能看到机床的状态、开始时间、结束时间、持续时间、加工的零件名称、报警信息等内容;也可以把查

8、到的结果导出或打印。 统计图表:根据机床组名、机床名称、机床编号、日期、班次来查询机床的开机率、利用率等信息的图表;也可以把查到的图表导出或打印。 效率对比:按照机床组名和班次及起止日期来对比相对应的效率图,可以把效率图导出或打印。 参数曲线:按照机床名称、机床编号、班次及时间来查询主轴负载、主轴转速、主轴进给等曲线,以便分析机床是否超负荷运行。 带状图形:按照机床名称、机床编号、查询日期等来查看机床每天的状态分布图,在图中能看到带状图是由红、黄、绿、灰四种颜色组成的条纹状,根据这些条纹就能分析出机床的运行效率信息。 三、开发要求1、软件协议对于网卡采集机床,需要购买系统厂家提供的接口协议,目前是以下三种:FANUC0i系列大约240元SIEMENS840D系列大约3万-4万HEIDENHAIN iTNC530系列大约3万-4万至于其他带网卡协议还需要进一步和厂家协商。2、所需硬件对于硬件采集机床,需要购买数/模采集硬件,现在市场上常用的是台湾MOXA-I/O模块及电流传感器,一套费用大约2000元-3000元。 3、开发环境 由于系统厂家提供的接口协议是基于.NET 开发平台，所以建议采用 VC+或 C#作为开发环境。 4、开发周期 专业的开发人员来做采集（不包括统计图表） ，大约需要 3 个月。 统计图表大约需要 2 个月。 第 16 页/共 16 页