一種數(shù)控機(jī)床智能化管理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種數(shù)控機(jī)床智能化管理方法，包括對機(jī)床操作權(quán)限的管理，機(jī)床實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控兩方面。所采用的設(shè)備包括：控制計(jì)算機(jī)、西門子PLC、按鈕、IC卡讀卡器、身份卡、貼條形碼的數(shù)控機(jī)床、條碼掃描槍以及數(shù)控機(jī)床控制器；其中IC卡讀卡器及條碼掃描槍與控制計(jì)算機(jī)采用USB通信，控制計(jì)算機(jī)與西門子PLC采用基于OPC方式的以太網(wǎng)通信，西門子PLC與數(shù)控機(jī)床控制器之間采用Profibus?DP現(xiàn)場總線通信。通過操作權(quán)限的管理，確保授權(quán)員工才能操作機(jī)床，適用于人流量大的學(xué)校教學(xué)工廠。通過智能化管理方法利用計(jì)算機(jī)記錄機(jī)床運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)精確，為故障診斷提供參考。本發(fā)明具有實(shí)用性強(qiáng)，易于推廣等特點(diǎn)。
【專利說明】一種數(shù)控機(jī)床智能化管理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)控機(jī)床智能化管理的方法，尤其涉及一種采用身份卡控制數(shù)控機(jī)床伺服使能、機(jī)床實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代化的機(jī)械制造行業(yè)大量使用數(shù)控機(jī)床作為工業(yè)母機(jī)，但是缺乏有效的機(jī)床操作權(quán)限管理。目前機(jī)床權(quán)限主要包括程序編輯權(quán)限和參數(shù)設(shè)置權(quán)限，前者以FANUC數(shù)控系統(tǒng)為例，可通過機(jī)床上的鑰匙開關(guān)限定加工程序的增加、刪除與修改操作，后者以Siemens數(shù)控系統(tǒng)為例，通過鍵入權(quán)限密碼SUNRISE、⑶STOM等，訪問或更改機(jī)床數(shù)據(jù)。但目前還沒有對機(jī)床的手動(dòng)與自動(dòng)運(yùn)行操作權(quán)限加以限制的方法，這已成為現(xiàn)代車間安全管理的一大隱患。數(shù)控機(jī)床屬于貴重的機(jī)電設(shè)備，一般只有經(jīng)過特定培訓(xùn)的人員才允許操作機(jī)床。通過操作權(quán)限的管理，確保授權(quán)員工才能操作機(jī)床，是智能化車間發(fā)展的要求。
[0003]此外，數(shù)控機(jī)床的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間是衡量設(shè)備利用率的重要指標(biāo)，通過人為方式統(tǒng)計(jì)設(shè)備使用率具有不精確等缺點(diǎn)。
[0004]另外機(jī)床操作人員一般不具備數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床故障診斷的能力，常常因機(jī)床維修技術(shù)人員不在現(xiàn)場，缺少機(jī)床實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)的記錄，難以快速定位機(jī)床故障，結(jié)果延長了維修時(shí)間、增加了維修成本，降低了設(shè)備的利用率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述問題， 申請人:經(jīng)過研究改進(jìn)，提供一種數(shù)控機(jī)床智能化管理方法，可實(shí)現(xiàn)對機(jī)床操作權(quán)限的管理，以及機(jī)床實(shí)時(shí)狀態(tài)的監(jiān)控。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]一種數(shù)控機(jī)床智能化管理方法，組建數(shù)控機(jī)床智能化管理系統(tǒng)，所述數(shù)控機(jī)床智能化管理系統(tǒng)的設(shè)備組成包括控制計(jì)算機(jī)、西門子PLC、按鈕、IC卡讀卡器、身份卡、貼條形碼的數(shù)控機(jī)床、條碼掃描槍以及數(shù)控機(jī)床控制器；所述控制計(jì)算機(jī)包含控制軟件與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫，所述IC卡讀卡器及條碼掃描槍與控制計(jì)算機(jī)采用USB通信，所述控制計(jì)算機(jī)與西門子PLC采用基于OPC方式的以太網(wǎng)通信，所述西門子PLC與數(shù)控機(jī)床控制器采用ProfibusDP現(xiàn)場總線通信，所述按鈕作為斷開使能的信號按鈕，連接到西門子PLC的輸入模塊；
[0008]所述條碼掃描槍讀取貼條形碼的數(shù)控機(jī)床的ID號，所述IC卡讀卡器從身份卡讀入操作員的身份信息并傳送至控制計(jì)算機(jī)，所述控制計(jì)算機(jī)根據(jù)讀取的身份信息與機(jī)床條碼信息，與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的授權(quán)身份信息、機(jī)床ID信息比對，如果符合權(quán)限要求，所述控制計(jì)算機(jī)以O(shè)PC方式與西門子PLC通信，通過西門子PLC輸出使能信號，西門子PLC以Profibus DP現(xiàn)場總線通信方式將使能信號輸出至數(shù)控機(jī)床控制器，所述數(shù)控機(jī)床控制器接受到使能信號后即正常運(yùn)行；所述數(shù)控機(jī)床控制器斷電后重新上電或通過連接到西門子PLC的按鈕斷開機(jī)床的使能；
[0009]數(shù)控機(jī)床的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)由西門子PLC讀取，所述控制計(jì)算機(jī)以O(shè)PC方式與西門子PLC通信、間接獲取機(jī)床的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)；其中數(shù)控機(jī)床運(yùn)行時(shí)間、刀具使用時(shí)間可自動(dòng)累加；報(bào)警信號位置位時(shí)，所述控制計(jì)算機(jī)操作界面上實(shí)時(shí)顯示報(bào)警內(nèi)容與故障處理方法。
[0010]其進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述西門子PLC是指配置有Profibus DP模塊或接口，以太網(wǎng)模塊或接口的西門子S7300/400PLC。
[0011]其進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述數(shù)控機(jī)床控制器是指能夠安裝Profibus DP通信板或具有Profibus DP通信口的數(shù)控系統(tǒng)。
[0012]其進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述Profibus DP現(xiàn)場總線通信中，西門子PLC配置為DP主站、數(shù)控機(jī)床控制器配置為DP從站。
[0013]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:
[0014]本發(fā)明通過操作權(quán)限的管理，確保授權(quán)員工才能操作機(jī)床，符合智能化車間發(fā)展的要求，尤其適用于人流量大的學(xué)校教學(xué)工廠。通過智能化管理方法利用計(jì)算機(jī)記錄機(jī)床運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)精確，為故障診斷提供參考。本發(fā)明具有實(shí)用性強(qiáng)，易于推廣等特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的原理框圖。
[0016]圖2是西門子PLC與數(shù)控機(jī)床控制器間的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)配置圖。
[0017]圖3是數(shù)控機(jī)床“使能”報(bào)警(2050ENALE FIRST)清除時(shí)的顯示畫面。
[0018]圖4是數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)“使能”報(bào)警(2050ENALE FIRST)時(shí)的顯示畫面。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說明。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明數(shù)控機(jī)床智能化管理方法中所采用的設(shè)備包括:貼條形碼的數(shù)控機(jī)床l、ic卡讀卡器2、身份卡3、條碼掃描槍4、控制計(jì)算機(jī)5 (含控制軟件與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫)、按鈕6、西門子PLC7、數(shù)控機(jī)床控制器8 ;其中IC卡讀卡器2及條碼掃描槍4與控制計(jì)算機(jī)5采用USB通信，控制計(jì)算機(jī)5與西門子PLC7采用基于OPC方式的以太網(wǎng)通信，西門子PLC7與數(shù)控機(jī)床控制器8之間采用Profibus DP現(xiàn)場總線通信。
[0021]所述西門子PLC是指配置有Profibus DP模塊或接口，以太網(wǎng)模塊或接口的西門子S7300/400PLC。所述數(shù)控機(jī)床控制器是指能夠安裝Prof ibus DP通信板或具有ProfibusDP通信口的數(shù)控系統(tǒng)。所述Profibus DP現(xiàn)場總線通信中，西門子PLC配置為DP主站、機(jī)床控制器配置為DP從站。所述按鈕作為“斷開使能”的信號按鈕，連接到西門子PLC的輸入模塊。
[0022]本發(fā)明采用條碼掃描槍4讀貼條形碼的數(shù)控機(jī)床I的ID號，操作員的身份信息由IC卡讀卡器2從身份卡3讀入并傳送至控制計(jì)算機(jī)5,再與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫授權(quán)身份信息、機(jī)床ID信息比對，若持有身份卡3的操作員具有本機(jī)床的操作權(quán)限，控制計(jì)算機(jī)5以O(shè)PC方式置位西門子PLC7的“使能觸發(fā)”項(xiàng)，而西門子PLC7經(jīng)由配置的接口區(qū)將使能信號輸出至數(shù)控機(jī)床控制器8 (圖2所示)，數(shù)控機(jī)床控制器8接受到使能脈沖信號后自保持，同時(shí)清除“ENABLEFIRST”的報(bào)警信號(圖3所示)，至此機(jī)床即可正常運(yùn)行。數(shù)控機(jī)床控制器8斷電后重新上電或通過連接到西門子PLC7的按鈕6可斷開機(jī)床使能，使能斷開后機(jī)床將出現(xiàn)“ENABLE FIRST”報(bào)警信號(圖4所示)。
[0023]機(jī)床實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)由西門子PLC7讀取，控制計(jì)算機(jī)5以O(shè)PC方式與西門子PLC7通信、間接獲取機(jī)床的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。以FANUC數(shù)控系統(tǒng)為例，為了獲取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給軸速度、伺服負(fù)載、主軸負(fù)載等實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過修改數(shù)控機(jī)床PMC梯形圖程序，具體應(yīng)用窗口功能指令WINDR，將功能代碼η (例如:η為50時(shí)將讀機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速)設(shè)置在斷電保持的數(shù)據(jù)區(qū)Dm (m為首址)中，實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)D (m+10)通過Prof ibus DP通信傳送至西門子PLC7的輸入映像區(qū)IWx，控制計(jì)算機(jī)5則通過OPC方式讀取并加以顯示。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷功能，將機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)、刀具號、程序號、報(bào)警信息等傳送至西門子PLC7與數(shù)控機(jī)床控制器8通信接口區(qū)，機(jī)床側(cè)為Rn信號、西門子PLC7側(cè)為Im信號。機(jī)床報(bào)警信號位若置位(置‘ I’)，計(jì)算機(jī)操作界面上將實(shí)時(shí)顯示報(bào)警內(nèi)容與故障處理方法，報(bào)警內(nèi)容與故障處理方法保存在控制計(jì)算機(jī)5的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中。機(jī)床運(yùn)行時(shí)間、刀具使用時(shí)間則由控制計(jì)算機(jī)5軟件自動(dòng)累加，作為設(shè)備使用績效考核與刀具更換的依據(jù)。
[0024]本發(fā)明具有實(shí)用性強(qiáng)，易于推廣等特點(diǎn)。
[0025]以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例?？梢岳斫?，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和構(gòu)思的前提下直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的其他改進(jìn)和變化，均應(yīng)認(rèn)為包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)控機(jī)床智能化管理方法，其特征在于:組建數(shù)控機(jī)床智能化管理系統(tǒng)，所述數(shù)控機(jī)床智能化管理系統(tǒng)的設(shè)備組成包括控制計(jì)算機(jī)、西門子PLC、按鈕、IC卡讀卡器、身份卡、貼條形碼的數(shù)控機(jī)床、條碼掃描槍以及數(shù)控機(jī)床控制器；所述控制計(jì)算機(jī)包含控制軟件與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫，所述IC卡讀卡器及條碼掃描槍與控制計(jì)算機(jī)采用USB通信，所述控制計(jì)算機(jī)與西門子PLC采用基于OPC方式的以太網(wǎng)通信，所述西門子PLC與數(shù)控機(jī)床控制器采用Profibus DP現(xiàn)場總線通信，所述按鈕作為斷開使能的信號按鈕，連接到西門子PLC的輸入豐旲塊； 所述條碼掃描槍讀取貼條形碼的數(shù)控機(jī)床的ID號，所述IC卡讀卡器從身份卡讀入操作員的身份信息并傳送至控制計(jì)算機(jī)，所述控制計(jì)算機(jī)根據(jù)讀取的身份信息與機(jī)床條碼信息，與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的授權(quán)身份信息、機(jī)床ID信息比對，如果符合權(quán)限要求，所述控制計(jì)算機(jī)以O(shè)PC方式與西門子PLC通信，通過西門子PLC輸出使能信號，西門子PLC以Profibus DP現(xiàn)場總線通信方式將使能信號輸出至數(shù)控機(jī)床控制器，所述數(shù)控機(jī)床控制器接受到使能信號后即正常運(yùn)行；所述數(shù)控機(jī)床控制器斷電后重新上電或通過連接到西門子PLC的按鈕斷開機(jī)床的使能； 數(shù)控機(jī)床的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)由西門子PLC讀取，所述控制計(jì)算機(jī)以O(shè)PC方式與西門子PLC通信、間接獲取機(jī)床的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)；其中數(shù)控機(jī)床運(yùn)行時(shí)間、刀具使用時(shí)間可自動(dòng)累加；報(bào)警信號位置位時(shí)，所述控制計(jì)算機(jī)操作界面上實(shí)時(shí)顯示報(bào)警內(nèi)容與故障處理方法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述數(shù)控機(jī)床智能化管理方法，其特征在于:所述西門子PLC是指配置有Profibus DP模塊或接口，以太網(wǎng)模塊或接口的西門子S7300/400PLC。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述數(shù)控機(jī)床智能化管理方法，其特征在于:所述數(shù)控機(jī)床控制器是指能夠安裝Profibus DP通信板或具有Profibus DP通信口的數(shù)控系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述數(shù)控機(jī)床智能化管理方法，其特征在于:所述ProfibusDP現(xiàn)場總線通信中，西門子PLC配置為DP主站、數(shù)控機(jī)床控制器配置為DP從站。
【文檔編號】G05B19/418GK103869775SQ201410080610
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月6日
【發(fā)明者】張愛紅 申請人:無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院