CN102360199B

CN102360199B - 数控环境下加工工件数量的在线统计方法

Info

Publication number: CN102360199B
Application number: CN 201110241394
Authority: CN
Inventors: 吴文莉; 陈进; 刘智谓; 刘传美; 支谷雄
Original assignee: Jiangnan University; Wuxi Compressor Co Ltd
Current assignee: Jiangnan University; Wuxi Compressor Co Ltd
Priority date: 2011-08-22
Filing date: 2011-08-22
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2031-08-22
Also published as: CN102360199A

Abstract

本发明提出一种数控环境下加工工件数量的在线统计方法，首先组建数控环境在线统计系统，然后在数控机床管理服务器上建立数据库，在车间客户终端上开发相应的功能模块界面，在数控机床上根据所采用的数控系统的编程规则编制子程序，数控机床管理服务器通过调用串口联网设备中自带的函数，接收数控机床发送的信息，根据所读取的程序数据进行处理，对数据库进行改写。本发明通过对全部加工中心及车间客户终端进行联网，实现自动采集数据、快速调整生产，达到节约人力资源、提高生产效率的效果。

Description

数控环境下加工工件数量的在线统计方法

技术领域

本发明涉及工业自动化管理，具体涉及数控环境下加工工件数量的在线统计方法。

背景技术

随着数控机床（加工中心）的发展和广泛的应用，数控机床的产量数据统计问题日益引起人们的重视。加工中心或数控机床生产过程中每天的产量数据包含了工件加工的难度、工人工作的效率、车间管理的水平等信息，是安排生产计划、实时调度、计算制造成本的重要依据。传统的产量数据统计办法是在加工完成后靠人工做出统计报告，汇总后输入计算机，存在工作量大、实时性差等问题，漏报、缓报、错报经常发生，不能发挥信息时效性的作用，导致不能预防延迟交货的发生，严重影响生产效率的提升。

发明内容

针对现有数控机床采用人工统计加工工件数量的上述不足，申请人经过研究改进，提供一种数控环境下加工工件数量的在线统计方法，能够自动记录工件在数控机床上加工完成的的信息，查询统计数控机床总的加工数量，节约人力资源，提高生产效率。

本发明的技术方案如下：

一种数控环境下加工工件数量的在线统计方法，包括以下步骤：

（1）组建数控环境在线统计系统，将数控机床管理服务器及车间客户终端接入网络交换机，并将各数控机床通过串口联网设备接入网络交换机，设置数控机床上的RS232接口为开放状态，为每个数控机床设置唯一的IP地址，储存在串口联网设备中，并按数控机床的使用说明设置波特率；

（2）在数控机床管理服务器上建立表格形式的数据库，记录机床基础数据信息，以及机床的加工记录、加工统计信息；

（3）在车间客户终端上开发相应的功能模块界面，用于向数控机床管理服务器上的数据库输入信息并进行查询；

（4）在数控机床上根据所采用的数控系统的编程规则编制子程序，存入数控机床内部的固定程序存放区，根据所加工工件的完成信息更改该子程序的内容；当数控机床以数控加工的方式运行上述子程序时，所加工工件的完成信息立刻传输到数控机床管理服务器中；

（5）数控机床管理服务器不间断地对每台数控机床的连接状态进行扫描，当检测到某一数控机床的串口联网设备连通时，数控机床管理服务器对该数控机床串口输出的程序数据进行读取；

（6）数控机床管理服务器根据所读取的程序数据进行处理，对数据库进行改，根据数据来源的IP地址，在“机床基础数据”表中检索得到数据来源的机床编号，同时自动记录下此时的接收时间作为工件在该数控机床的加工完成时间，即该数控机床的最后一次工件完工的时间，在“机床加工记录”表中增加一行记录，自动生成该记录的识别号“ID”，将数据来源的机床编号填入该行“机床编号”字段，将所加工的工件图号填入该行“工件图号”字段，将工件在该数控机床的加工完成时间填入该行“时间”字段；同时在“机床加工统计”表中增加一行记录，自动生成该记录的识别号“ID”，将数据来源的机床编号填入该行“机床编号”字段，在该行“数量”字段中+1，将该数控机床最后一次工件完工的时间填入该行“时间”字段。

所述串口联网设备的电源与对应数控机床内部的电源相连接，当所述数控机床开机时，所述串口联网设备自动通电开始工作。

所述步骤（2）中在数控机床管理服务器上建立的数据库包括如下三个表：

a.机床基础数据

包括如下字段：ID、机床名称与型号、机床编号、IP、备注；

b.机床加工记录

包括如下字段：ID、机床编号、工件图号、时间、备注；

c.机床加工统计

包括如下字段：ID、机床编号、数量、时间、备注。

所述步骤（3）中在车间客户终端上开发的功能模块界面包括：

a′.机床基础数据管理，用于记录各台数控机床的名称与型号、设备编码、IP地址，数控系统信息，并将这些信息存放在“机床基础数据”数据表中；普通用户只可以对进行信息查询，管理员可以对信息进行增加、删减与改动；

b′.加工记录管理，用于根据“机床加工记录”数据表记录的各台数控机床的加工记录，查询每一台数控机床曾经加工过哪些工件，以及这些工件在该数控机床上的加工完成时间；

c′.加工统计管理，用于根据“机床加工统计”数据表统计的各台数控机床的加工工件数量，用户自由选择时间段，查询任意数控机床在该时间段内的加工数量，进一步计算出班、日、月产量。

所述步骤（5）中数控机床管理服务器对数控机床连接状态进行扫描的方法是：数控机床管理服务器调用串口联网设备的内置函数nsio_open()，打开各机床对应的串口设备，若该函数的返回值≥0，即返回值为port id号，则说明该串口打开成功，同时也就反映了该串口对应的数控机床处于开机状态，数控机床管理服务器随即将该数控机床的连接状态符设为1；反之，若函数的返回值<0，则说明串口未打开，该串口对应的数控机床处于关机状态，数控机床管理服务器将该数控机床的连接状态符设为0。

所述步骤（5）中数控机床管理服务器对数控机床串口数据进行读取时要进行扫描，其方法是：数控机床管理服务器不停地检测程序中的连接状态符是否为1，一旦检测到为1，则进行读取处理；数控机床管理服务器调用读取函数nsio_read()，该函数返回值为读取到的字符长度，若返回值>0，说明有数据从数控机床串口上传来，若返回值≤0，则说明没有数据输出，继续读取。

本发明的有益技术效果是：

本发明能够自动记录工件在数控机床上加工完成的的信息，查询数控机床总的加工数量，所有的工作都以数控机床车间客户终端为操作界面，实现如下功能：

1、在数控机床某工件加工完成后，立即将完工信息传入数控机床管理服务器。

2、可以准确统计班产量、日产量和月产量。

3、可以在数控机床车间客户终端查询到任意数控机床在某时段的加工数量。

通过上述功能，本发明达到了自动采集数据、快速调整生产、节约人力资源、提高生产效率的效果。

附图说明

图1是本发明中数控环境在线统计系统的架构示意图。

图2是数控机床管理服务器对数据进行读取及处理的流程图。

具体实施方式

以下结合附图，通过实施例对本发明进行具体说明。

注：以下为叙述简便，将加工中心和数控机床统称为“机床”。

本发明的流程如下：

（1）组建如图1所示的数控环境在线统计系统，其由加工中心（数控机床）、串口联网设备、RS232电缆、网络交换机、以太网电缆、数控机床管理服务器、车间客户终端组成。数控机床管理服务器及车间客户终端分别接入网络交换机，各加工中心通过串口联网设备也分别接入网络交换机。串口联网设备与加工中心之间通过RS232电缆连接，串口联网设备与网络交换机之间则通过以太网电缆连接。

加工中心上必须带有RS232接口，并且按照其说明设置参数以保证其处于开放状态；串口联网设备的功能是将RS232电缆的信号转换成为以太网形式的输出，这里的串口联网设备采用单串口服务器，可以选用市场上已有的产品（例如台湾MOXA的5110单串口服务器），其它网络设备、终端、服务器选用通用产品。

上述网络的联通过程如下：按照说明给每个加工中心一个唯一的IP地址，储存在单串口服务器中，同时根据加工中心的参数设置波特率和其它必要的参数。

（2）在数控机床管理服务器上，运用数据库软件（如Microsoft Access，SQL Server，Oracle等）建立数据库，其中包含三个表，所述三个表的数据结构如下：

a. 机床基础数据

b. 机床加工记录

c. 机床加工统计

（3）在车间客户终端上，运用编程语言开发出相应的功能模块界面，这些功能模块界面包括：

a′.机床基础数据管理

用于记录各台数控机床的名称与型号、设备编码、IP地址，数控系统信息等，并将这些信息存放在“机床基础数据”数据表中。快速查询机床信息，管理员可以对机床信息增加、删减与改动。

b′.加工记录管理

用于根据“机床加工记录”数据表记录的各台数控机床的加工记录，查询每一台数控机床曾经加工过哪些工件，以及这些工件在该数控机床上的加工完成时间；

c′.加工统计管理

用于根据“机床加工统计”数据表统计的各台数控机床的加工工件数量，用户自由选择时间段，查询任意数控机床在该时间段内的加工数量，进一步计算出班、日、月产量。

（4）在机床上，利用所采用的数控系统的编程规则编制子程序。为了简化输入，可以统一输入程序的框架，并将其存入机床内部的固定程序存放区，使其不被随意修改和删除。比如可以为其指定一个程序号如O8888。该程序框架如下：

POPEN

BPRNT[****-END]

PCLOS

为了简化信息的输入，在程序中规定****代表工件图号，END表示工件加工完成的状态信息。机床将O8888这个程序运行一遍，数控系统会自动将[****-END]信息内容从串口发送出去，数控机床管理服务器端便可以接收到对应的信息，并进行后台处理。

以上数控程序代码是以FANUC系列数控机床为例编制的，其它系列数控机床的程序代码编制原理相同。

下面是数控机床管理服务器对数据进行读取及处理的过程，其流程可参见图2。

（5）数控机床管理服务器不间断地对每台数控机床的连接状态进行扫描，当检测到某一数控机床的串口联网设备连通时，数控机床管理服务器对该数控机床串口输出的程序数据进行读取。主要由两个扫描过程完成：

1、机床连接状态扫描

串口联网设备的电源与机床内部电源相连接，当机床开机时，串口联网设备会自动通上电，开始工作。

扫描过程如下：数控机床管理服务器不停地对每台机床的连接状态进行扫描，其方法是调用串口联网设备的内置函数nsio_open()，打开各机床对应的串口设备，如果该函数的返回值为>=0的数值，即返回值为port id号，则说明该串口打开成功，同时也就反映了该串口对应的机床处于开机状态，服务器随即将该机床的连接状态符设为1；反之，若函数的返回值<0，则说明串口未打开，机床处于关机状态，数控机床管理服务器将连接状态符设为0。见图2的步骤S01和S02。

2、串口数据读取扫描

当某一机床的串口设备连接上时，数控机床管理服务器便可以对机床串口输出的数据进行读取。

扫描过程如下：数控机床管理服务器不停地检测程序中的连接状态符是否为1，一旦检测到为1，则进行读取处理。数控机床管理服务器调用读取函数nsio_read()，该函数返回值为读取到的字符长度（Length of data received）>0，说明有数据从机床串口上传出来，若返回值<=0，则没有数据输出，继续读取。见图2的步骤的S03。

（6）一旦检测到机床有数据输出，数控机床管理服务器便作出数据的处理。

数控机床管理服务器的数据处理过程如下：向“机床加工记录”和“机床加工统计”数据库表中分别添加一条新记录，将实际发生的情况记入表中。

例如数控机床管理服务器端接收到[190A-011-01-END]信息时，根据数据来源的IP地址，在“机床基础数据”表中，数控机床管理服务器可以检索出数据来源的机床编号，如4321。同时自动记录下此时的接收时间作为工件190A-011-01在该机床的完成时间，即该机床的最后一次工件完工的时间t₁。于是在“机床加工记录”表中增加一行记录，自动生成一个该记录的识别号“ID”，并填入“机床编号”为4321，“工件图号”为190A-011-01，“时间”为t₁。同时，在“机床加工统计”表中增加一行记录，自动生成一个该记录的识别号“ID”，并填入“机床编号”为4321，“数量”为最近的上一条的数量值+1，“时间”为t₁。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的基本构思的前提下，可以做出其他改进和变化。

Claims

1.一种数控环境下加工工件数量的在线统计方法，其特征在于包括以下步骤：

（2）在数控机床管理服务器上建立表格形式的数据库，记录机床基础数据信息，以及机床的加工记录、加工统计信息；所述数据库包括如下三个表：

a.机床基础数据

包括如下字段：ID、机床名称与型号、机床编号、IP、备注；

b.机床加工记录

包括如下字段：ID、机床编号、工件图号、时间、备注；

c.机床加工统计

包括如下字段：ID、机床编号、数量、时间、备注；

（3）在车间客户终端上开发相应的功能模块界面，用于向数控机床管理服务器上的数据库输入信息并进行查询；所述功能模块界面包括：

c′.加工统计管理，用于根据“机床加工统计”数据表统计的各台数控机床的加工工件数量，用户自由选择时间段，查询任意数控机床在该时间段内的加工数量，进一步计算出班、日、月产量；

（6）数控机床管理服务器根据所读取的程序数据进行处理，对数据库进行修改，根据数据来源的IP地址，在“机床基础数据”表中检索得到数据来源的机床编号，同时自动记录下此时的接收时间作为工件在该数控机床的加工完成时间，即该数控机床的最后一次工件完工的时间，在“机床加工记录”表中增加一行记录，自动生成该记录的识别号“ID”，将数据来源的机床编号填入该行“机床编号”字段，将所加工的工件图号填入该行“工件图号”字段，将工件在该数控机床的加工完成时间填入该行“时间”字段；同时在“机床加工统计”表中增加一行记录，自动生成该记录的识别号“ID”，将数据来源的机床编号填入该行“机床编号”字段，在该行“数量”字段中+1，将该数控机床最后一次工件完工的时间填入该行“时间”字段。

2.根据权利要求1所述数控环境下加工工件数量的在线统计方法，其特征在于：所述串口联网设备的电源与对应数控机床内部的电源相连接，当所述数控机床开机时，所述串口联网设备自动通电开始工作。

3.根据权利要求1所述数控环境下加工工件数量的在线统计方法，其特征在于：所述步骤（5）中数控机床管理服务器对数控机床连接状态进行扫描的方法是：数控机床管理服务器调用串口联网设备的内置函数nsio_open()，打开各机床对应的串口设备，若该函数的返回值≥0，即返回值为port id号，则说明该串口打开成功，同时也就反映了该串口对应的数控机床处于开机状态，数控机床管理服务器随即将该数控机床的连接状态符设为1；反之，若函数的返回值<0，则说明串口未打开，该串口对应的数控机床处于关机状态，数控机床管理服务器将该数控机床的连接状态符设为0。

4.根据权利要求1所述数控环境下加工工件数量的在线统计方法，其特征在于：所述步骤（5）中数控机床管理服务器对数控机床串口数据进行读取时要进行扫描，其方法是：数控机床管理服务器不停地检测程序中的连接状态符是否为1，一旦检测到为1，则进行读取处理；数控机床管理服务器调用读取函数nsio_read()，该函数返回值为读取到的字符长度，若返回值>0，说明有数据从数控机床串口上传来，若返回值≤0，则说明没有数据输出，继续读取。