韓鴻鸞，王建緒，畢美晨

威海職業(yè)學(xué)院 山東威海 264210

1 序言

設(shè)備云是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)，并通過統(tǒng)計(jì)分析等智能化手段提高加工效率、產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備健康狀況，從而提升車間智能化程度的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)，其典型結(jié)構(gòu)如圖1所示。利用設(shè)備云，通過計(jì)劃工單智能化、工作流程系統(tǒng)化、核算成本自動(dòng)化、維護(hù)事件可追溯以及操作維護(hù)可交互，可實(shí)現(xiàn)管理部門無縫銜接，集成工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)，提升整體制造工程效率，統(tǒng)一制造工程數(shù)據(jù)管理，提升制造質(zhì)量[1]。

圖1 設(shè)備云的結(jié)構(gòu)

隨著車間數(shù)字化的進(jìn)一步發(fā)展，設(shè)備云可實(shí)現(xiàn)規(guī)劃、生產(chǎn)和運(yùn)營的全流程數(shù)字化管理；建立生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)，可充分采集制造進(jìn)度、現(xiàn)場操作、質(zhì)量檢驗(yàn)和設(shè)備狀態(tài)等生產(chǎn)現(xiàn)場信息；實(shí)現(xiàn)車間制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），完成計(jì)劃、排產(chǎn)、生產(chǎn)及檢驗(yàn)的全過程閉環(huán)管理，并與企業(yè)資源計(jì)劃管理系統(tǒng)（ERP）集成；建立車間級(jí)的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)、裝備、零部件以及人員之間的信息互聯(lián)互通和有效集成；實(shí)現(xiàn)經(jīng)營、管理和決策的智能優(yōu)化[2-5]。

本文主要介紹了設(shè)備云對(duì)加工狀態(tài)的監(jiān)控，包括程序、刀具、利用率和故障信息等，還簡單介紹了視頻管理與效率統(tǒng)計(jì)分析等。

2 車間狀態(tài)監(jiān)控

車間狀態(tài)監(jiān)控界面如圖2所示，可以管理產(chǎn)線機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)信息。通過平面圖或者列表展示等方式，可實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)床的當(dāng)前狀態(tài)信息。也可模擬車間平面圖查看車間機(jī)床狀態(tài)（運(yùn)行、離線、報(bào)警或空閑），并通過不同的顏色燈閃爍顯示當(dāng)前狀態(tài)。另外還能對(duì)機(jī)床進(jìn)行查找，通過所屬車間、機(jī)床型號(hào)、數(shù)控系統(tǒng)型號(hào)以及關(guān)鍵字等進(jìn)行機(jī)床快速定位搜索。

圖2 車間狀態(tài)監(jiān)控界面

3 加工狀態(tài)監(jiān)控

3.1 機(jī)床實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控

可以通過設(shè)備云對(duì)正在運(yùn)行的機(jī)床關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，包括坐標(biāo)數(shù)據(jù)、剩余進(jìn)給、負(fù)載電流、刀具信息、工件加工件數(shù)統(tǒng)計(jì)信息、當(dāng)前運(yùn)行的G代碼信息以及面板狀態(tài)信息等，監(jiān)控界面如圖3所示。

圖3 機(jī)床實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控界面

3.2 坐標(biāo)信息監(jiān)控

坐標(biāo)信息監(jiān)控界面如圖4所示。可以監(jiān)測機(jī)床各部件關(guān)鍵性參數(shù)信息，包括機(jī)床實(shí)際坐標(biāo)、機(jī)床指令、工件實(shí)際坐標(biāo)、工件指令、相對(duì)實(shí)際坐標(biāo)、相對(duì)指令、剩余進(jìn)給、編程位置、負(fù)載電流、工件零點(diǎn)、驅(qū)動(dòng)單元電流、額定電流、同步誤差、軸補(bǔ)償值、波形頻率和跟蹤誤差等。

圖4 坐標(biāo)信息監(jiān)控界面

3.3 刀具信息監(jiān)控

刀具信息監(jiān)控主要監(jiān)控當(dāng)前機(jī)床配備的刀具情況，包括刀號(hào)、刀具類型和幾何參數(shù)等，監(jiān)控界面如圖5所示。

圖5 刀具信息監(jiān)控界面

3.4 程序信息監(jiān)控

程序信息監(jiān)控主要是監(jiān)測當(dāng)前機(jī)床運(yùn)行的G代碼信息，包括G代碼的名稱、整個(gè)程序的行數(shù)統(tǒng)計(jì)、G程序的詳細(xì)內(nèi)容、G代碼當(dāng)前運(yùn)行的行數(shù)、指令內(nèi)容、當(dāng)前的模態(tài)信息、運(yùn)行的時(shí)間以及所剩時(shí)間等，監(jiān)控界面如圖6所示。

圖6 程序信息監(jiān)控界面

3.5 PLC梯圖監(jiān)控

PLC梯圖監(jiān)控界面如圖7所示，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)床當(dāng)前的PLC梯形圖，同時(shí)標(biāo)注了PLC的狀態(tài)，紅色為非聯(lián)通狀態(tài)，綠色為聯(lián)通狀態(tài)。

圖7 PLC梯圖監(jiān)控界面

3.6 寄存器監(jiān)控

寄存器監(jiān)控界面如圖8所示，主要監(jiān)控?cái)?shù)控系統(tǒng)寄存器實(shí)時(shí)狀態(tài)。

圖8 寄存器監(jiān)控界面

3.7 數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)管理

數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)管理界面如圖9所示，主要對(duì)機(jī)床狀態(tài)、NC參數(shù)和版本比較等進(jìn)行管理。

圖9 數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)管理界面

3.8 視頻監(jiān)控

視頻監(jiān)控界面如圖10所示，可通過視頻監(jiān)控查看機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)可進(jìn)行錄制和回放。

圖10 視頻監(jiān)控界面

4 加工效率統(tǒng)計(jì)分析

4.1 機(jī)床狀態(tài)統(tǒng)計(jì)

機(jī)床狀態(tài)統(tǒng)計(jì)界面如圖11所示，列表包括在某一時(shí)間段內(nèi)的機(jī)床編碼、機(jī)床型號(hào)、數(shù)控型號(hào)和所屬車間等信息，方便用戶知曉機(jī)床工作狀態(tài)。

圖11 機(jī)床狀態(tài)統(tǒng)計(jì)界面

4.2 機(jī)床利用率等的監(jiān)控

設(shè)備云可對(duì)機(jī)床利用率、機(jī)床開機(jī)率以及機(jī)床運(yùn)行率進(jìn)行監(jiān)控，以列表形式呈現(xiàn)機(jī)床運(yùn)行時(shí)間、工廠日歷時(shí)間、機(jī)床總利用率等信息。勾選某幾臺(tái)機(jī)床還可以算出平均利用率。機(jī)床運(yùn)行率監(jiān)控界面如圖12所示。

圖12 機(jī)床運(yùn)行率監(jiān)控界面

4.3 機(jī)床加工件數(shù)

機(jī)床加工件數(shù)以列表形式呈現(xiàn)，包括機(jī)床名稱、機(jī)床型號(hào)、數(shù)控型號(hào)、所屬車間以及加工件數(shù)等信息。監(jiān)控界面與機(jī)床狀態(tài)統(tǒng)計(jì)界面類似，在搜索框中輸入條件可以進(jìn)行篩選。

4.4 機(jī)床故障信息

機(jī)床故障信息監(jiān)控界面如圖13所示，包括機(jī)床型號(hào)、平均修理時(shí)間、平均故障間隔期以及上次、下次維保時(shí)間等信息。

圖13 機(jī)床故障信息監(jiān)控界面

4.5 程序管理

程序管理通過對(duì)程序仿真數(shù)據(jù)、工件加工時(shí)電流波形數(shù)據(jù)以及聲音振動(dòng)數(shù)據(jù)的分析，判斷工件G代碼的優(yōu)劣，并定位可優(yōu)化的G代碼的行號(hào)，界面如圖14所示。

圖14 程序管理界面

5 結(jié)束語

設(shè)備云不僅能服務(wù)于零件加工，而且可提供管家式服務(wù)，只要點(diǎn)擊終端，就可對(duì)加工全流程進(jìn)行監(jiān)控?？蓪?shí)現(xiàn)產(chǎn)品并行設(shè)計(jì)，縮短研發(fā)周期，降低成本；進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游信息的共享，支撐企業(yè)間的網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同發(fā)展；形成具有行業(yè)特色的知識(shí)庫，促進(jìn)資源共享。