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CN104423344A - Cnc加工信息分析系统及方法 - Google Patents

Cnc加工信息分析系统及方法 Download PDF

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CN104423344A
CN104423344A CN201310388766.7A CN201310388766A CN104423344A CN 104423344 A CN104423344 A CN 104423344A CN 201310388766 A CN201310388766 A CN 201310388766A CN 104423344 A CN104423344 A CN 104423344A
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张旨光
吴新元
谢鹏
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Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种CNC加工信息分析系统，该系统包括应用于CNC加工设备中的状态监视模块、产品计数模块、参数监视模块及应用于云端服务器中的信息分析模块。状态监视模块监视每台CNC加工设备的当前状态并通过网络传送给云端服务器。产品计数模块根据每台CNC加工设备的CNC加工程序中的宏变量的变化对每台CNC加工设备所加工的产品进行计数，并通过网络发送至云端服务器。参数监视模块监控每台CNC加工设备的加工参数，并通过网络发送加工参数至该云端服务器。信息分析模块分析接收到的各CNC加工设备的状态信息、加工参数及产品计数信息，产生CNC加工信息报表，发送给客户端计算机。本发明还提供一种CNC加工信息分析方法。

Description

CNC加工信息分析系统及方法
技术领域
本发明涉及一种计算机辅助控制系统及方法，尤其是一种电脑数字控制（computer numerical control,CNC）加工信息分析系统及方法。
背景技术
目前市面上的CNC加工设备一般都是每台各自制造产品，每天制造产品的数目是通过统计实际加工的产品得知。CNC加工设备的运行状态是靠人工监控，CNC设备的运行时间及保养时间也是靠人工统计。依赖人工的这种方式不便于客观地掌握各CNC加工设备的状态、产能。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种系统及方法，可以及时、客观、准确地掌握CNC加工设备的状态。
本发明提供一种CNC加工信息分析系统，该系统包括状态监视模块，用于监视每台CNC加工设备的当前状态，并将每台CNC加工设备的当前状态通过网络传送给云端服务器；产品计数模块，用于在每台CNC加工设备安装的每个CNC加工程序中插入一组宏变量，通过该宏变量的值的变化对每台CNC加工设备运行该CNC加工程序所加工的产品进行计数，并通过网络发送产品计数信息至该云端服务器；及参数监视模块，用于监控每台CNC加工设备的加工参数，当加工参数发生变更时，通过网络发送加工参数的变更信息至该云端服务器。
本发明还提供一种CNC加工信息分析方法，该方法包括：状态监视步骤，监视每台CNC加工设备的当前状态，并将每台CNC加工设备的当前状态通过网络传送给云端服务器；产品计数步骤，在每台CNC加工设备安装的每个CNC加工程序中插入一组宏变量，通过该宏变量的值的变化对每台CNC加工设备运行该CNC加工程序所加工的产品进行计数，并通过网络发送产品计数信息至该云端服务器；及参数监视步骤，监控每台CNC加工设备的加工参数，当加工参数发生变更时，通过网络发送加工参数的变更信息至该云端服务器。
相较于现有技术，本发明提供的CNC加工信息分析系统及方法可以实时监视各CNC加工设备的状态信息、加工参数及所加工产品的计数信息，并将这些信息传送至云端服务器集中管理、分析。
附图说明
图1是本发明CNC加工信息分析系统较佳实施例的应用环境图。
图2是本发明CNC加工信息分析方法较佳实施例的流程图。
图3是本发明CNC加工信息分析系统判断CNC加工设备当前状态是运行状态还是停止状态的一个实施例。
主要元件符号说明
CNC加工设备 1
网络 2
云端服务器 3
客户端计算机 4
装夹治具 11
加工程序 12
PLC控制器 13
光学尺 14
存储器 15、31
处理器 16、32
状态监视模块 17
产品计数模块 18
参数监视模块 19
信息分析模块 33
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
参阅图1所示，是本发明CNC加工信息分析系统较佳实施例的应用环境图。该CNC加工信息分析系统包括安装于CNC加工设备1中的功能模块及安装于云端服务器3中的功能模块（具体介绍请参见下文）。
如图1所示，多台CNC加工设备1及客户端计算机4(图1仅分别示出2台)通过网络2连接所述云端服务器3。每台CNC加工设备1包括装夹治具11、加工程序12、PLC控制器13、光学尺14、存储器15、处理器16及CNC加工信息分析系统的部分功能模块，例如状态监视模块17、产品计数模块18及参数监视模块19。每台CNC加工设备1还包括图1中未示出的其他部件，例如用于切削物料的刀具，放置物料、产品的工作台，等等。
装夹治具11固定用于切削产品的刀具。
存储器15存储加工程序12的计算机代码及状态监视模块17、产品计数模块18、参数监视模块19的计算机代码。
当CNC加工设备1启动后，处理器16执行加工程序12的计算机代码，控制安装于装夹治具11的刀具移动以对放置于工作台上的物料进行切削，得到加工产品。当CNC加工设备1处于运行中状态时，安装于CNC加工设备1的X、Y、Z轴的光学尺14测量得到的X、Y、Z坐标值随着刀具的移动发生变化。PLC控制器13读取光学尺14测量得到的X、Y、Z坐标值。
状态监视模块17，用于监视CNC加工设备1的当前状态，并将CNC加工设备1的当前状态通过网络2传送给云端服务器3。
例如，状态监视模块17每隔预设的时间间隔（例如1分钟）从PLC控制器13获取光学尺14测量得到的X、Y、Z坐标值，并存储于存储器15，通过比较每两次从PLC控制器13获取的光学尺14测量得到的X、Y、Z坐标值，判断CNC加工设备1是处于运行状态还是停止状态。例如，若光学尺14上一次测量得到的X、Y、Z坐标值为X1、Y1、Z1，当前测量得到的X、Y、Z坐标值为X2、Y2、Z2，则状态监视模块17通过公式（1）计算该两次测量得到的X、Y、Z坐标值的差值D。
( X 2 - X 1 ) 2 + ( Y 2 - Y 1 ) 2 + ( Z 2 - Z 1 ) 2   公式（1）
若D超过预设阀值（例如1毫米），则状态监视模块17判断CNC加工设备1当前处于运行状态。若D未超过所述预设阀值（例如1毫米），则状态监视模块17判断CNC加工设备1当前处于停止状态。
云端服务器3接收每台CNC加工设备1传送的该台CNC加工设备1的当前状态，将该CNC加工设备1的当前状态与云端服务器3储存的该CNC加工设备1的状态信息进行比较，若该CNC加工设备1的当前状态与云端服务器3储存的该CNC加工设备1之前的状态不同，则以该CNC加工设备1的当前状态更新云端服务器3储存的该CNC加工设备1的状态信息。例如，若该CNC加工设备1的当前状态为“运行中”（即运行状态），而云端服务器3储存的该CNC加工设备1的状态信息为“停止中”（即停止状态），则云端服务器3将储存的该CNC加工设备1的状态信息由“停止中”更新为“运行中”。
每台CNC加工设备1的状态除了“运行中”、“停止中”还包括“维修中”（即维修状态）、“保养中”（即保养状态）等。这些状态都可以通过状态监视模块17得以监视并及时传送给云端服务器3。例如，当一台CNC加工设备1进入维修状态时，可以由维修人员触发一个第一预设信号传送至云端服务器3；当该CNC加工设备1进入保养状态时，可以由维修人员触发一个第二预设信号传送至云端服务器3，以告知云端服务器3该CNC加工设备1的当前状态。
产品计数模块18，用于在每台CNC加工设备1安装的每个CNC加工程序12中插入一组宏变量，通过该宏变量的值的变化对该CNC加工设备1运行该CNC加工程序12所加工的产品进行计数，并通过网络2发送产品计数信息至云端服务器3。
例如，某个CNC加工程序12为：
X[158.89]Y[94.200]z0.00
X[158.82]Y[92.400]z.0.15
X[158.42]Y[92.251]Z.200
产品计数模块18在该CNC加工程序12的开头和结尾加入一组宏变量#601、#602，如下：
#601
X[158.89]Y[94.200]z0.00
X[158.82]Y[92.400]z.0.15
X[158.42]Y[92.251]Z.200
#602
宏变量#601、#602的初始值为0。当CNC加工设备1的处理器16运行到该CNC加工程序12的宏变量处，宏变量#601、#602的值由0变为1。例如，首先是CNC加工程序12的开头的宏变量#601的值由0变为1，当运行到该CNC加工程序12的结尾，产品计数模块18监测到结尾处的宏变量#602的值由0变为1时，发送产品计数“1”至云端服务器3。
每次该CNC加工程序12运行结束后，产品计数模块18将宏变量#601、#602的值归零，直到下一次该CNC加工程序12被执行的过程中，宏变量#601、#602的值又发生变化。也就是说，该CNC加工程序12每被执行一次，产品计数模块18发送产品计数“1”至云端服务器3。云端服务器3对每接收到该CNC加工设备1发送的产品计数“1”，将该CNC加工设备1所加工的产品数量在之前记录的基础上加1。例如，云端服务器3对该CNC加工设备1所加工的产品数量最开始的记录为0，接收到产品计数“1”，则加1。
参数监视模块19，用于监控CNC加工设备1的加工参数，当CNC加工设备1的加工参数发生变更时，通过网络2发送加工参数的变更信息至云端服务器3。在本实施例中，CNC加工设备1的加工参数主要包括：1.CNC加工设备1的运行速度；2.用于润滑CNC加工设备1的切削液体的体积；3.CNC加工设备1当前安装的刀具的型号及刀具架中备用的刀具型号及数目；4.CNC加工设备1当前执行的CNC加工程序12的信息（例如CNC加工程序12的名称及有关该CNC加工程序12是用于加工何种产品的信息）。
云端服务器3包括存储器31、处理器32及信息分析模块33。
存储器31存储接收到的每台CNC加工设备1的信息，包括每台CNC加工设备1的最新状态信息、加工产品计数信息、加工参数信息，等等。存储器31还存储信息分析模块33的计算机代码。
处理器32信息分析模块33的计算机代码，提供信息分析模块33的以下功能：分析预设时间范围（例如4小时）内接收到的各CNC加工设备1的状态信息、加工参数及所加工产品的计数信息，计算各CNC加工设备1的稼动率，产生CNC加工信息报表，发送给客户端计算机4，以供管理员了解各CNC加工设备1的状况。该CNC加工信息报表包括各CNC加工设备1的稼动率信息及各CNC加工设备1的状态信息。各CNC加工设备1的稼动率信息包括各CNC加工设备1的设备名称及稼动率的数值。各CNC加工设备1的状态信息包括各CNC加工设备1的设备名称、当前运行状态及当前运行状态的持续时间。该CNC加工信息报表可以为文本方式、列表方式，也可以为图形方式。
信息分析模块33，还用于当一台CNC加工设备1的稼动率低于预设值，或该CNC加工设备1的加工参数发生变更，或该CNC加工设备的加工产品计数低于预设数量时，通过网络2发送警示信息至客户端计算机4。
参阅图2所示，是本发明CNC加工信息分析方法较佳实施例的流程图。图2中的步骤S10-S30由CNC加工设备1执行，步骤S40-S50由云端服务器3执行。该方法也可以只包括步骤S10-S30或步骤S40-S50。
步骤S10，状态监视模块17监视CNC加工设备1的当前状态，并将CNC加工设备1的当前状态通过网络2传送给云端服务器3。每台CNC加工设备1的状态包括运行状态、停止状态、维修状态、保养状态等。这些状态都可以通过状态监视模块17得以监视并及时传送给云端服务器3。例如，当一台CNC加工设备1进入维修状态时，可以由维修人员触发一个第一预设信号传送至云端服务器3；当该CNC加工设备1进入保养状态时，可以由维修人员触发一个第二预设信号传送至云端服务器3，以告知云端服务器3该CNC加工设备1的当前状态。状态监视模块17侦测该CNC加工设备1是处于运行状态还是停止状态的实施例请参阅图3。
步骤S20，产品计数模块18在每台CNC加工设备1安装的每个CNC加工程序12中插入一组宏变量，通过该宏变量的值的变化对该CNC加工设备1运行该CNC加工程序12所加工的产品进行计数，并通过网络2发送产品计数信息至云端服务器3。
步骤S30，参数监视模块19监控CNC加工设备1的加工参数，当CNC加工设备1的加工参数发生变更时，通过网络2发送加工参数的变更信息至云端服务器3。
步骤S40，信息分析模块33分析预设时间范围（例如4小时）内接收到的各CNC加工设备1的状态信息、加工参数变更信息及所产品计数信息，计算各CNC加工设备1的稼动率，产生CNC加工信息报表，发送给客户端计算机4。
步骤S50，当信息分析模块33判断一台CNC加工设备1的稼动率低于预设值，或该CNC加工设备1的加工参数发生变更，或该CNC加工设备的加工产品计数低于预设数量时，通过网络2发送警示信息至客户端计算机4。
参阅图3所示，是步骤S10状态监视模块17判断CNC加工设备1当前状态是运行状态还是停止状态的一个实施例。
步骤S11，状态监视模块17每隔预设时间（例如1分钟）从PLC控制器13获取光学尺14当前测量得到的X、Y、Z坐标值，并将每次获取的X、Y、Z坐标值保存至存储器15。
步骤S12，状态监视模块17从存储器15读取光学尺14上次测量得到的X、Y、Z坐标值，并计算光学尺14当前测量得到的X、Y、Z坐标值与上次测量得到的X、Y、Z坐标值的差值。
步骤S13，状态监视模块17所述差值是否超过预设阀值（例如1毫米）。若所述差值超过所述阀值，则执行步骤S14，状态监视模块17判断该CNC加工设备1当前处于运行状态。若所述差值未超过所述预设阀值（例如1毫米），则执行步骤S15，状态监视模块17判断该CNC加工设备1当前处于停止状态。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种CNC加工信息分析方法，其特征在于，该方法包括：
状态监视步骤：监视每台CNC加工设备的当前状态，并将每台CNC加工设备的当前状态通过网络传送给云端服务器；
产品计数步骤：在每台CNC加工设备安装的每个CNC加工程序中插入一组宏变量，通过该宏变量的值的变化对每台CNC加工设备运行该CNC加工程序所加工的产品进行计数，并通过网络发送产品计数信息至该云端服务器；及
参数监视步骤：监控每台CNC加工设备的加工参数，当加工参数发生变更时，通过网络发送加工参数的变更信息至该云端服务器。
2.如权利要求1所述的CNC加工信息分析方法，其特征在于，所述状态监视步骤包括：
每隔预设时间从每台CNC加工设备的PLC控制器获取该CNC加工设备的光学尺当前测量得到的X、Y、Z坐标值；
从该CNC加工设备的存储器读取该光学尺上次测量得到的X、Y、Z坐标值，并计算该光学尺当前测量得到的X、Y、Z坐标值与上次测量得到的X、Y、Z坐标值的差值；及
若所述差值超过预设阀值，则判断该CNC加工设备当前处于运行状态，若所述差值未超过所述预设阀值，则判断该CNC加工设备当前处于停止状态。
3.如权利要求1所述的CNC加工信息分析方法，其特征在于，所述状态监视步骤还包括：
当该CNC加工设备进入维修状态时，触发一个第一预设信号传送至该云端服务器；及
当该CNC加工设备进入保养状态时，触发一个第二预设信号传送至该云端服务器。
4.如权利要求1所述的CNC加工信息分析方法，其特征在于，该方法还包括：
信息分析步骤：云端服务器分析预设时间范围内接收到的各CNC加工设备的状态信息、加工参数变更信息及所产品计数信息，计算各CNC加工设备的稼动率，产生CNC加工信息报表，发送给客户端计算机。
5.如权利要求4所述的CNC加工信息分析方法，其特征在于，该方法还包括：
警示步骤：当一台CNC加工设备的稼动率低于预设值，或该CNC加工设备的加工参数发生变更，或该CNC加工设备的加工产品计数低于预设数量时，通过网络发送警示信息至该客户端计算机。
6.一种CNC加工信息分析系统，其特征在于，该系统包括：
状态监视模块，用于监视每台CNC加工设备的当前状态，并将每台CNC加工设备的当前状态通过网络传送给云端服务器；
产品计数模块，用于在每台CNC加工设备安装的每个CNC加工程序中插入一组宏变量，通过该宏变量的值的变化对每台CNC加工设备运行该CNC加工程序所加工的产品进行计数，并通过网络发送产品计数信息至该云端服务器；及
参数监视模块，用于监控每台CNC加工设备的加工参数，当加工参数发生变更时，通过网络发送加工参数的变更信息至该云端服务器。
7.如权利要求6所述的CNC加工信息分析系统，其特征在于，所述状态监视模块每隔预设时间从每台CNC加工设备的PLC控制器获取该CNC加工设备的光学尺当前测量得到的X、Y、Z坐标值，并计算该光学尺当前测量得到的X、Y、Z坐标值与上次测量得到的X、Y、Z坐标值的差值，若所述差值超过预设阀值，则判断该CNC加工设备当前处于运行状态，若所述差值未超过所述预设阀值，则判断该CNC加工设备当前处于停止状态。
8.如权利要求6所述的CNC加工信息分析系统，其特征在于，当该CNC加工设备进入维修状态时，所述状态监视模块触发一个第一预设信号传送至该云端服务器，当该CNC加工设备进入保养状态时，所述状态监视模块触发一个第二预设信号传送至该云端服务器。
9.如权利要求6所述的CNC加工信息分析系统，其特征在于，该系统还包括信息分析模块，用于分析云端服务器在预设时间范围内接收到的各CNC加工设备的状态信息、加工参数变更信息及所产品计数信息，计算各CNC加工设备的稼动率，产生CNC加工信息报表，发送给客户端计算机。
10.如权利要求9所述的CNC加工信息分析系统，其特征在于，该信息分析模块还用于，当一台CNC加工设备的稼动率低于预设值，或该CNC加工设备的加工参数发生变更，或该CNC加工设备的加工产品计数低于预设数量时，通过网络发送警示信息至该客户端计算机。
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