發(fā)布時間：2020-11-05 05:40

【摘要】：智能制造作為新一代制造系統(tǒng)發(fā)展方向,已經(jīng)成為了當(dāng)前的研究熱點,數(shù)控機床作為離散型制造企業(yè)中最核心的制造設(shè)備,對其進行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控管理是智能制造車間的重要組成部分,對提高企業(yè)生產(chǎn)效率,消除信息孤島有著重要的意義。本文針對企業(yè)制造車間中數(shù)控機床數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控存在的問題,研究開發(fā)了智能制造車間中數(shù)控機床數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)。論文主要研究成果如下:(1)根據(jù)系統(tǒng)需求,確定了機床數(shù)據(jù)采集方式和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接方式,設(shè)計了數(shù)控機床數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)框架和功能模塊,提出了系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)。(2)研究了數(shù)控機床數(shù)據(jù)采集與存儲功能。基于MTConnect協(xié)議建立了設(shè)備信息模型,提出了基于FOCAS的數(shù)據(jù)采集方法并完成了數(shù)據(jù)采集適配器與客戶端開發(fā),設(shè)計了系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了對數(shù)控機床的數(shù)據(jù)采集和存儲管理。(3)研究了車間數(shù)控加工任務(wù)監(jiān)控功能�？紤]了數(shù)控加工任務(wù)各種不確定因素,建立了車間數(shù)控加工任務(wù)的層次面向?qū)ο驪etri網(wǎng)模型,提出了基于NC程序解析的數(shù)控程序加工時間計算方法,根據(jù)機床故障信息確定了機床預(yù)防性維護周期,實現(xiàn)了數(shù)控加工任務(wù)工時預(yù)測。提出了基于車間實時信息的加工任務(wù)進度監(jiān)控方法,實現(xiàn)了對任務(wù)實時完成情況的監(jiān)控。(4)基于VS2013開發(fā)環(huán)境、Qt應(yīng)用程序框架和SQL Server2012數(shù)據(jù)庫,開發(fā)了數(shù)控機床數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控原型系統(tǒng),并在車間中對系統(tǒng)進行了實例驗證,證明了系統(tǒng)的有效性。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG659;TP274.2;TP277
【圖文】：

數(shù)控車床 臥式加工中心 車間工控機 模具加工中數(shù)控銑床圖 2-1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接方式架構(gòu)床數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)總體架構(gòu)可分為：硬件層、數(shù)據(jù)層，如圖 2-2 所示，具體包括：：硬件層是系統(tǒng)運行的最基礎(chǔ)物理硬件支撐，主要包括網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，將數(shù)控機床通過以太網(wǎng)口接入到車間以數(shù)據(jù)傳輸。：數(shù)據(jù)層是整個系統(tǒng)實現(xiàn)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，涵蓋了數(shù)據(jù)采集對機床數(shù)據(jù)采集通信采用 MTConnect 協(xié)議，通過數(shù)控系床的數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)存儲包括了對整個系統(tǒng)的機床實時數(shù)據(jù)進行存儲和管理。：技術(shù)層是整個系統(tǒng)實現(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ)，系統(tǒng)主要涉及的

本地適配器附加數(shù)據(jù)采集器網(wǎng)絡(luò)適配器圖 3-1 MTConnect 整體架構(gòu)（1）設(shè)備（Device）：設(shè)備指車間中需要進行數(shù)據(jù)采集的設(shè)備，其類型可以是機床，也可以是工業(yè)機器人、AGV、傳感器等任何具有數(shù)據(jù)源的設(shè)備。（2）適配器（Adapter）：適配器是指能夠從設(shè)備數(shù)據(jù)源采集數(shù)據(jù)并能把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)MTConnect 定義的數(shù)據(jù)格式的軟件或硬件。它主要起數(shù)據(jù)收集與轉(zhuǎn)化的作用，能夠同類型的數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為 MTConnect 標準格式，然后發(fā)送給代理。適配器與代理數(shù)輸通過 Socket 進行實現(xiàn)，適配器向代理發(fā)送的數(shù)據(jù)采用簡單的報文形式，內(nèi)容包括戳、數(shù)據(jù)名稱及數(shù)據(jù)值。如果設(shè)備本身就使用 MTConnect 作為其通信標準則不需要適配器。適配器并不是標準化的，根據(jù)其數(shù)據(jù)采集方式可分為本地適配器，附加適和網(wǎng)絡(luò)適配器三種類型，本地適配器指機床本身支持 MTConnect 數(shù)據(jù)采集協(xié)議，將器集成到了機床中，能夠直接通過機床適配器進行數(shù)據(jù)采集；附加適配器指機床本支持 MTConnect 數(shù)據(jù)采集，通過附加數(shù)據(jù)采集器作為適配器進行數(shù)據(jù)采集；網(wǎng)絡(luò)適是指機床本身支持網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集模式，通過網(wǎng)絡(luò)進行遠程數(shù)據(jù)采集并將其

圖 3-5 MTConnectDevices 模型的 XML 描述本系統(tǒng)對主軸和 X、Y、Z 軸的 XML 描述如圖 3-6 所示，軸類部件是數(shù)控機床信型最重要的組成部分，主軸數(shù)據(jù)項包括主軸轉(zhuǎn)速(S1speed)與主軸負載(S1load)，X據(jù)項包括 X 軸絕對坐標(Xabspos)、相對坐標(Xrelpos)、剩余進給量(Xdistogo)及 X服負載(Xload)，Y、Z 軸同 X 軸類似。
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本文編號：2871205