CN101515174B

CN101515174B - 一种数控加工车间信息交互系统

Info

Publication number: CN101515174B
Application number: CN2009101034589A
Authority: CN
Inventors: 曹乐; 刘飞; 李书阁; 鄢萍; 王俊
Original assignee: Chongqing University
Current assignee: Chongqing University
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2009-03-26
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2029-03-26
Also published as: CN101515174A

Abstract

本发明提供一种数控加工车间信息交互系统，包括信息交互服务器、部署在信息交互服务器上的制造执行软件和具有触摸显示屏的信息交互终端。由制造执行软件控制实现信息的交互。制造执行软件包括数据采集与信息交互模块、工单管理模块、技术资料管理模块、图形浏览与程序传输控制模块、数据统计分析模块。该系统能够根据设备编号和操作人员工号自动将工单和技术资料动态显示在生产现场每个工位的信息交互终端上，操作者通过信息交互终端即可浏览技术资料、下载数控加工程序以及快速采集生产数据。本发明实现了数控加工车间现场生产信息的动态下发和生产数据的快速采集，增强了车间生产控制的实时化，能够极大地提高数控车间生产过程的快速响应能力和生产效率。

Description

一种数控加工车间信息交互系统

技术领域

本发明涉及信息管理系统领域，尤其涉及一种由计算机软件控制实现无纸化的数控加工车间生产现场信息交互系统。

背景技术

当前，我国大多数制造企业数控车间生产现场仍采用基于纸介的信息交互方式。这种基于纸介的信息交互方式中，在生产开始前，设备操作人员在需要先到资料室领取加工零件对应的蓝图和工艺卡等技术资料，编写数控加工程序；加工完成后生产管理人员还需要对合格品数量、工废数量和料废数量等信息进行统计和汇总。在基于纸介的信息交互方式下，从准备生产所需技术资料开始，就需要大量人力围绕生产任务制作生产过程需要的各种文件，如工艺路线单、工艺卡、蓝图、汇总表等等，同时还要及时填报、更新、汇总与生产任务有关的加工时间、加工状态和生产数量等信息。不难看出，在这个过程中大部分时间和精力花费在了纸质资料的生成、分发、维护和汇总等重复性和事务性工作上。当零件品种增多，生产计划或工艺变更频繁时，基于纸介的信息交互方式将变得费时费力，一方面容易造成分发不正确或不及时；另一方面，技术人员、资料管理人员等常常需要在车间各个工位追踪已下发的图纸或工艺进行更改，容易产生漏改或错改而影响正常的生产。此外，纸质图纸还容易受到车间恶劣环境下油渍的污染而损坏。可见，在基于纸介的信息交互方式中，宝贵的时间和精力被用于许多无价值的重复性工作，具有效率低下的缺陷。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种支持数控加工车间现场生产信息动态下发和生产数据快速采集，增强车间生产管理透明化和生产控制实时化，提高数控车间生产过程快速响应能力和生产效率的数控加工车间生产现场信息交互系统。

本发明的目的是这样实现的：一种数控加工车间信息交互系统，由制造执行软件控制实现信息的交互，其特征在于，该系统包含信息交互服务器、部署在信息交互服务器上的制造执行软件和具有触摸显示屏的信息交互终端；各信息交互终端通过RDP协议访问信息交互服务器，通过串口与数控加工设备相连；RDP协议是支持多点数据传输的多信道协议，实时地将信息发送到数控加工车间生产现场每个工位的信息交互终端；

所述信息交互服务器用于为信息交互终端提供远程访问服务，并对信息交互终端与信息交互服务器之间的数据传输通道进行管理；以及将信息交互终端的物理串口映射为信息交互服务器上的虚拟串口；

所述制造执行软件包括数据采集与信息交互模块、通过接口与数据采集与信息交互模块通讯的图形浏览与程序传输控制模块、工单管理模块、技术资料管理模块和数据统计分析模块；其中，接口是模块之间的访问协议，实现模块之间的通信；

所述数据采集与信息交互模块，用于接收并转发设备编号、操作人员工号、技术资料浏览请求信息，以及数控加工程序传输请求信息至相应模块，控制电子派工单、技术资料的显示以及数控加工程序的下传，并从信息交互终端为数据统计分析模块采集生产数据；

所述图形浏览与程序传输控制模块，用于从数据采集与信息交互模块接收资料浏览请求，启动图形浏览插件打开技术资料；以及从数据采集与信息交互模块接收数控程序下传请求，启动程序传输控件打开数控加工程序，并将其通过信息交互终端的串口发送到数控备控制系统；

所述工单管理模块，用于接收数据采集与信息交互模块发送的设备编号和操作人员工号，搜索对应的电子派工单，并将电子派工单信息传递给数据采集与信息交互模块；

所述技术资料管理模块用于接收数据采集与信息交互模块发送的派工单信息，从中提取零件编号和工序编号信息，根据零件编号搜索零件对应的二维零件图和三维模型，根据工序编号搜索工序对应的工艺卡以及数控加工程序，并将搜索到的技术资料信息传递给数据采集与信息交互模块；

所述数据统计分析模块用于接收数据采集与信息交互模块采集的生产数据，汇总形成实时生产进度报表。

作为本数控加工车间信息交互系统的进一步改进，其所述信息交互终端为具有触摸显示屏的信息交互终端，并可通过触摸显示屏对下传的电子图进行放大、缩小、移动或/和旋转等操作。

本系统用以实现电子技术资料的动态下发和生产数据的快速采集，其实现过程如下：

S1、操作人员通过信息交互终端触摸屏选择加工设备和操作人员，通过数字键盘输入密码，数据采集与信息交互模块验证通过后登录系统。

S2、数据采集与信息交互模块将通过验证的设备编号和操作人员工号传递给工单管理模块，工单管理模块根据设备编号和操作人员工号查找匹配的派工单，并将派工单信息发送给数据采集与信息交互模块；

S3、数据采集与信息交互模块从派工单信息中提取零件编号和工序编号，将其发送给技术资料管理模块，技术资料管理模块根据零件编号和工序编号查找对应的技术资料，并将技术资料的名称、类型、状态和存储路径信息发送给数据采集与信息交互模块。数据采集与信息交互模块将工单信息以及对应的技术资料名称和状态通过信息交互终端显示给操作者。

S4、操作者通过信息交互终端发出技术资料浏览请求，数据采集与信息交互模块将技术资料类型以及存储路径信息传递给图形浏览与程序传输控制模块，图形浏览与程序传输控制模块启动图形浏览插件打开技术资料，数据采集与信息交互模块将打开的技术资料通过信息交互终端上显示给操作者。操作者通过信息交互终端发出数控程序下传请求，数据采集与信息交互模块将数控程序存储路径信息传递给图形浏览与程序传输控制模块，图形浏览与程序传输控制模块启动程序传输控件，通过信息交互终端的串口将数控加工代码发送到数控设备的控制系统。

S5、数据采集与信息交互模块通过信息交互终端采集零件的合格品数量、工废数量和料废数量，并将其传递给数据统计分析模块进行统计，生成车间实时生产进度报表。

相比现有技术，本发明具有如下优点：

1、本发明的数控加工车间信息交互系统，由制造执行软件控制实现信息的交互，以无纸化的方式实现了数控加工车间现场生产信息的动态下发和生产数据的快速采集，使得原来从事分发、维护和汇总纸质文件等重复性和事务性工作的人力资源得到解放，增强了车间生产管理的透明化和生产控制的实时化，能够极大地提高数控车间生产过程的快速响应能力和生产效率。

2、在信息交互终端上查看加工任务对应的零件二维平面图、三维模型和工艺卡，使得这些资料可见而不可拿，能够有效地防止技术资料的泄密；通过信息交互终端还可以对二维平面图或三维模型进行放大、缩小、移动或/和旋转操作，随时得到清晰的技术资料，便于操作人员准确地完成加工任务；还有利于实现无纸化作业，节省分发、维护和汇总纸质文件的人力和时间资源。

3、数控加工车间信息交互系统较好地解决了车间设计与管理信息难于及时、动态下达到车间设备层，管理人员难以实时掌握车间生产进度的难题。

4、在设备现有加工能力的基础上，提高设备的信息化程度，使其不仅具备应有的加工能力，而且具有强大的信息力，能够对生产任务做出快速响应，并能将生产现场的重要信息及时地反馈给管理系统。

附图说明

图1为本发明数控加工车间信息交互系统的结构示意图。

图2为本发明数控加工车间信息交互系统制造执行软件的结构图。

图3为本发明数控加工车间信息交互系统第一种实施方式的工作流程图。

图4为本发明数控加工车间信息交互系统第二种实施方式的工作流程图。

图5为本发明数控加工车间信息交互系统第三种实施方式的工作流程图。

图6为本发明数控加工车间信息交互系统第四种实施方式的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

如图1所示，本发明数控加工车间信息交互系统，其硬件包括信息交互服务器1和信息交互终端2。信息交互终端2通过RDP协议与信息交互服务器1通讯，通过串口与数控设备3的控制系统相连接。信息交互服务器1为信息交互终端提供远程访问服务，并对信息交互终端与信息交互服务器之间的数据传输通道进行管理。其中，RDP协议是支持多点数据传输的多信道协议，能够实时地将信息发送到数控加工车间生产现场每个工位的信息交互终端。

如图2所示，本发明数控加工车间信息交互系统，其制造执行软件包括数据采集与信息交互模块10、分别通过接口与数据采集与信息交互模块10通讯的图形浏览与程序传输控制模块20、工单管理模块30、技术资料管理模块40和数据统计分析模块50；其中，接口是模块之间的访问协议，主要设计用来实现模块之间的通信。

参见图3，为本发明数控加工车间信息交互系统执行的第一种工艺流程，即根据输入的设备编号和操作人员工号自动搜索对应的电子派工单，根据电子派工单搜索零件对应的技术资料，并将其显示在信息交互终端上的实施方式流程图。具体步骤如下：

S101操作人员通过信息交互终端选择加工设备和操作人员，输入密码以登录系统。

S102数据采集与信息交互模块对设备编号、操作人员工号和密码进行验证，并将验证通过的设备编号和操作人员工号传递给工单管理模块。

S103工单管理模块根据设备编号和操作人员工号查询对应的电子派工单，

S104判断是否存在对应的工单，如果否，转到步骤S104’，提示操作人员无加工任务；如果是，则转到步骤S105。

S105工单管理模块将搜索到的工单信息传递给数据采集与信息交互模块，数据采集与信息交互模块从工单信息中提取零件编号和工序编号，并将其传递给技术资料管理模块。

S106技术资料管理模块根据零件编号和工序编号查询零件对应的技术资料信息，技术资料包括二维零件图、三维模型、工艺卡以及数控加工程序，然后将查询到的技术资料信息传递回数据采集与信息交互模块。

S107数据采集与信息交互模块将工单管理模块将搜索到的工单信息和技术资料管理模块查询到的零件技术资料信息显示在信息交互终端的触摸显示屏上。

参见图4，为本发明数控加工车间信息交互系统执行的第二种工艺流程图，即使用本系统进行技术资料查看的具体流程，具体步骤如下：

S201操作人员通过信息交互终端提交技术资料浏览请求，如请求查看零件二维平面图，或者是查看三维立体图，或者是查看工艺卡，或者是查看数控加工程序。

S202数据采集与信息交互模块捕获该请求，将对应的技术资料类型和存储路径信息传递给图形浏览与程序传输控制模块并发出浏览指令，图形浏览与程序传输控制模块启动图形浏览插件打开技术资料，并通过数据采集与信息交互模块将技术资料显示在信息交互终端上。

S203操作人员通过信息交互终端触摸显示屏上的放大、缩小、旋转、框选等按键浏览技术资料。

参见图5，为本发明数控加工车间信息交互系统执行的第三种工艺流程，即使用本系统进行数控加工程序传输的具体流程，具体步骤如下：

S301操作人员通过信息交互终端提交下载数控加工程序的请求。

S302数据采集与信息交互模块捕获该请求，询问数控机床控制系统是否处于接受状态。

S303判断机床数控系统是否处于接收状态，如果否，转到步骤S303’，提示将数控机床控制系统设置为接收状态；如果是，则转到步骤S304。

S304数据采集与信息交互模块将数控加工程序的存储路径信息传递给图形浏览与程序传输控制模块并发出传输指令。

S305图形浏览与程序传输控制模块启动数控程序传输控件，数控程序传输控件根据存储路径读取数控加工代码，通过信息交互终端的串口传输到数控设备的控制系统。

参见图6，为本发明数控加工车间信息交互系统执行的第四种工艺流程，即使用本系统获取生产数据，动态汇总生产进度报表的流程图，具体步骤如下：

S401操作人员通过信息交互终端触摸屏提交合格品数量、工废数量和料废数量。

S402数据采集与信息交互模块对上述数据的合法性进行验证，验证通过后，将上述信息与工单信息和提交时间信息一起传递给数据统计分析模块。

S403数据统计分析模块从工单信息中提取工单号、零件编号、工序编号、设备编号、人员编号，更新汇总后的合格品数量、工废数量和料废数量，自动生成生产进度报表。

本发明用以在数控车间生产现场以无纸化方式动态获取生产信息并反馈加工过程信息，具体功能包括：

A.操作人员通过安装在每个工位的信息交互终端获得电子派工单；

B.操作人员通过信息交互终端浏览加工零件的二维平面图、三维模型、工艺卡以及数控加工代码，并可对二维图纸或三维模型进行放大、缩小、移动或/和旋转操作；

C.操作人员通过信息交互终端将加工零件对应的数控加工程序下载到数控设备的控制系统；

D.操作人员通过信息交互终端采集零件完工数量信息，包括合格品数量、工废数量和料废数量。

使用本发明数控车间生产现场信息交互系统，操作人员通过工号登录后就可获取生产任务对应的电子派工单，还可通过安装在车间生产现场每个工位的信息交互终端浏览所加工零件的二维平面图、三维模型、工艺卡以及数控加工程序，从而支持车间无纸化生产。

机床操作人员通过安装在车间现场每个工位的信息交互终端登录系统后，就能将加工零件对应的数控程序下载到数控设备的控制系统，从而节省加工准备时间。

操作人员在生产现场通过信息交互终端反馈完工数据后，系统能够自动及时汇总生产进度信息，从而使得生产管理更加透明，生产控制更加及时。

以上对本发明的实施例进行了描述，但本发明并不局限于上述具体实现方法，本领域内技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改，均落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种数控加工车间信息交互系统，由制造执行软件控制实现信息的交互，其特征在于，该系统包含信息交互服务器(1)、部署在信息交互服务器(1)上的制造执行软件和具有触摸显示屏的信息交互终端(2)；各信息交互终端(2)通过RDP协议访问信息交互服务器(1)，通过串口与数控加工设备(3)相连；RDP协议是支持多点数据传输的多信道协议，支持信息交互服务器(1)实时地将信息发送到数控加工车间生产现场每个工位的信息交互终端(2)；

所述信息交互服务器(1)用于为信息交互终端(2)提供远程访问服务，并对信息交互终端(2)与信息交互服务器(1)之间的数据传输通道进行管理；以及将信息交互终端(2)的物理串口映射为信息交互服务器(1)上的虚拟串口；

所述制造执行软件包括数据采集与信息交互模块(10)、通过接口分别与数据采集与信息交互模块(10)通讯的图形浏览与程序传输控制模块(20)、工单管理模块(30)、技术资料管理模块(40)和数据统计分析模块(50)；其中，接口是模块之间的访问协议，实现模块之间的通信；

所述数据采集与信息交互模块(10)，用于接收并转发设备编号、操作人员工号、技术资料浏览请求信息，以及数控加工程序传输请求信息至相应模块，控制电子派工单、技术资料的显示以及数控加工程序的下传，并从信息交互终端(2)为数据统计分析模块(50)采集生产数据；

所述图形浏览与程序传输控制模块(20)，用于从数据采集与信息交互模块(10)接收资料浏览请求，启动图形浏览插件打开技术资料；以及从数据采集与信息交互模块(10)接收数控程序下传请求，启动程序传输控件打开数控加工程序，并将其通过信息交互终端(2)的串口发送到数控设备控制系统；

所述工单管理模块(30)，用于接收数据采集与信息交互模块(10)发送的设备编号和操作人员工号，搜索对应的电子派工单，并将电子派工单信息传递给数据采集与信息交互模块(10)；

所述技术资料管理模块(40)用于接收数据采集与信息交互模块(10)发送的派工单信息，从中提取零件编号和工序编号信息，根据零件编号搜索零件对应的二维零件图和三维模型，根据工序编号搜索工序对应的工艺卡以及数控加工程序，并将搜索到的技术资料信息传递给数据采集与信息交互模块(10)；

所述数据统计分析模块(50)用于接收数据采集与信息交互模块(10)采集的生产数据，汇总形成实时生产进度报表。

2.如权利要求1所述的数控加工车间信息交互系统，其特征在于，所述信息交互终端(2)用于操作人员工号、设备编号、完工信息、图形浏览请求、数控程序下传请求信息的输入，以及技术资料和数控程序的显示，同时还负责将下传的数控程序传输到数控加工设备进行加工。

3.如权利要求1所述的数控加工车间信息交互系统，其特征在于，所述信息交互终端(2)为具有触摸显示屏的信息交互终端，可通过触摸显示屏对下传的图纸或三维模型资料进行放大、缩小、移动或/和旋转操作。