CN105094092A - 自动化工业设备的作业矫正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动化工业设备的作业矫正方法，将至少一服务器和至少一监控终端配合使用，可以对多种自动化工业设备的作业负载均衡分配。本发明可以实时监控所有自动化工业设备，一旦某一或某些自动化工业设备发生故障，可以及时将该故障自动化工业设备承担的作业任务及早分配给其他正常自动化工业设备，以便尽快完成全部作业，确保生产过程可以高效地进行，有效地降低了人工和时间成本。

Description

自动化工业设备的作业矫正方法

技术领域

本发明涉及工业自动化控制领域，具体地说，涉及一种自动化工业设备的作业矫正方法。

背景技术

目前，以数控机床、工业机器人为主的可编程自动化工业设备已经成为我国工业生产和加工的主流工作设施，其运行的安全性和可靠性直接影响工业产出的效率和成本。目前，单台自动化工业设备的程序录入基本由用户在该台设备的可编程单元或者数控单元手工实施。在批量工业生产和加工过程中，上述传统操作方式的不足之处在于，在某一自动化工业设备发生故障后，在其修缮完好之前，由该设备承担的作业任务不能正常完成，因此需要由用户重新为其他正常设备发布作业任务，将故障设备原本承担的作业任务转移给其他正常设备，操作麻烦。用户在对该设备进行维修的同时，还需要在其他同类型设备上重新录入程序，严重降低生产效率，增加人工和时间成本。

发明内容

本发明的一个目的在于，提供一种自动化工业设备的作业矫正方法，能在设备运行过程中及早发现设备故障，并尽快重新分配调整同类设备的工作量，使得系统可以自动实现作业负载均衡，尽快完成全部作业量，进一步提高分配精度，提高系统的作业效率，可以解决现有技术存在的自动化工业设备故障未能及时发现，故障设备作业负载不能及时转移给其他正常设备、维修过程需要重新分配作业等技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种自动化工业设备的作业矫正方法，包括如下步骤：

参数获取步骤，用以获取至少一自动化工业设备的至少一实时运行参数；运行状态及作业进度确定步骤，用以根据所述实时运行参数确定每一自动化工业设备的实时运行状态及实时作业进度；运行状态及作业进度异常判断步骤，判断每一自动化工业设备的实时运行状态及实时作业进度是否正常，若正常，返回参数获取步骤；若异常，则判定该自动化工业设备发生故障，发布该自动化工业设备的报警信息；作业分配步骤，用以均衡分配每一自动化工业设备的后续作业；指令发布步骤，用以为每一自动化工业设备发布一作业分配指令；以及指令传送步骤，用以传送所述作业分配指令至至少一自动化工业设备。

其中，所述运行状态及作业进度异常判断步骤具体包括如下步骤：运行状态对比步骤，将一自动化工业设备的实时运行状态与预设的正常运行状态作对比，若相符，判定正常；若不相符，判定异常；

接口数据检测步骤，检测所述自动化工业设备的接口数据，若接口数据中不包括告警代码，则判定正常；若接口数据中包括告警代码，则判定异常；作业量检测步骤，若所述自动化工业设备的实时运行状态处于停止状态，检测所述自动化工业设备的作业量是否完成，若已完成，则判定正常；若未完成，则判定异常；其中，所述运行状态对比步骤、所述接口数据检测步骤、所述作业量检测步骤相互独立，可调换其先后顺序，或者同时执行。

本发明的一个目的在于，提供一种自动化工业设备的作业矫正方法，能监控和存储每一自动化工业设备的实时运行状态及实时作业进度，使得用户可以实时了解设备运行情况，及时发现故障和维修设备，以解决现有技术存在的监控不便的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种自动化工业设备的作业矫正方法，包括如下步骤：

数据库初始化步骤，用以对一运行数据库进行初始化处理，定义每一自动化工业设备的类型，定义批量作业信息为0，定义每一自动化工业设备的实时运行参数皆为0；定义每一自动化工业设备实时运行状态为停止，定义每一自动化工业设备实时作业进度为0，定义每一自动化工业设备的报警信息为0；作业信息录入步骤，用以录入至少一自动化工业设备的批量作业信息；作业信息存储步骤，用以存储至少一自动化工业设备的批量作业信息至所述运行数据库；参数存储步骤，用以存储至少一自动化工业设备的至少一实时运行参数至所述运行数据库；运行状态及作业进度存储步骤，用以存储每一自动化工业设备的实时运行状态及实时作业进度至所述运行数据库；设备故障存储步骤，用以存储发生故障的自动化工业设备的报警信息至所述运行数据库；以及信息显示步骤，通过至少一显示模块显示所述运行数据库。

其中，所述运行数据库包括每一自动化工业设备的批量作业信息、实时运行参数、实时运行状态、实时作业进度、报警信息。

本发明的一个目的在于，提供一种自动化工业设备的作业矫正方法，根据自动化工业设备的作业余量和正常工作设备数量，实现对多种自动化工业设备的作业负载均衡分配，使得分配后同类设备的作业量尽量平均；以解决现有技术存在的多台自动化工业设备的作业分配不平均、工作负载不均衡等技术问题。

为实现上述目的，本发明在上述方案基础上增加如下的技术方案，所述作业分配步骤，具体包括如下步骤：余量统计步骤，分类统计未完成的作业余量，包括所有自动化工业设备未完成的作业的总和；正常设备统计步骤，分类统计所有自动化工业设备中可正常运行的正常设备的数量，排除发生故障的自动化工业设备；以及余量分配步骤，基于所述作业余量及所述正常设备的数量，根据负载均衡算法为每一自动化工业设备分配后续作业。

本发明的另一个目的在于，提供一种自动化工业设备的作业矫正方法，实现对多种自动化工业设备实时运行参数的大规模采集，可以为工业4.0提供坚实的数据基础；根据实时运行参数实现对多种自动化工业设备工作状态及作业进度的监控。

为实现上述发明目的，本发明在上述方案基础上增加如下的技术方案：所述参数获取步骤，具体包括如下步骤：参数采集步骤，至少一监控终端采集至少一自动化工业设备的至少一实时运行参数；以及参数传送步骤，所述监控终端传送所述实时运行参数至一服务器。

本发明的另一个目的在于，提供一种自动化工业设备的作业矫正方法，在服务器与监控终端之间通信数据（实时运行参数及工作量分配指令）进行加密解密处理，以保证数据的完整性及安全性。为实现上述发明目的，本发明在上述方案基础上增加如下的技术方案：

所述参数传送步骤，具体可以包括如下步骤：参数加密步骤，所述监控终端对至少一实时运行参数进行加密处理；参数封包步骤，所述监控终端对加密的实时运行参数进行封包处理，形成至少一参数数据包；参数数据包传送步骤，所述监控终端传送参数数据包至所述服务器；参数解包步骤，所述服务器对所述参数数据包进行解包处理；以及参数解密步骤，所述服务器对解包后的实时运行参数进行解密处理，获取所述实时运行参数。

在所述指令传送步骤，具体包括如下步骤：指令加密步骤，所述服务器对至少一作业分配指令进行加密处理；指令封包步骤，所述服务器对加密后的作业分配指令进行封包处理，形成至少一指令数据包；指令数据包传送步骤，所述服务器传送所述指令数据包至所述监控终端；指令解包步骤，所述监控终端对所述指令数据包进行解包处理，获得至少一加密的作业分配指令；以及指令解密步骤，所述监控终端对加密后的作业分配指令进行解密处理，获得至少一作业分配指令。

在上述各个方案中，所述运行数据库包括每一自动化工业设备的类型、批量作业信息、实时运行参数、实时运行状态、实时作业进度、报警信息。所述自动化工业设备包括但不限于工业机器人、数控机床及加工中心；所述批量作业信息包括，在一个批次的作业任务中，该批次作业任务的作业方式、该批次作业任务的所有作业量、执行该批次作业任务的自动化工业设备的类型、执行该批次作业任务的自动化工业设备的作业程序、执行该批次作业任务的自动化工业设备的作业时间；所述实时运行参数为所述自动化工业设备在正常运行中实时监测到的参数，包括但不限于通信串口数据、DNC数据、机械测量数据、物理测量数据、射频标签数据、红外辐射数据、定位数据、条形码数据、气体含量数据、作业进度数据和告警代码；所述实时运行状态是指一自动化工业设备处于运行状态或停止状态；所述实时作业进度是指一自动化工业设备已完成的作业量；所述作业分配指令是指用于为每一自动化工业设备分配后续作业的程序指令，分配的后续作业包括但不限于一自动化工业设备的作业方式、后续作业量、作业程序及作业时间；所述作业程序是指一自动化工业设备的数控单元可兼容的至少一执行程序。

本发明的优点在于，提供一种自动化工业设备作业矫正方法，实现对多种自动化工业设备实时运行参数的大规模采集，可以为工业4.0提供坚实的数据基础；对多种自动化工业设备的实时运行参数进行处理和分析，可以实现对多种自动化工业设备工作状态及作业进度的实时监控，根据其工作状态及作业进度对多种自动化工业设备的作业负载均衡分配；可以及时发现工作状态或进度异常的自动化工业设备并报警提醒，便于用户及早发现和排除设备故障；可以通过自动作业调度将原属于该故障设备的作业调整到其他设备，减少因设备故障而导致的损失；在服务器与监控终端之间通信数据进行加密解密处理，保证了数据的完整性及安全性。本发明安装、调试方便灵活，扩展性强，便于大规模推广和应用，可实现跨地域大批量自动化工业设备的作业调度自动化。

附图说明

图1为本发明实施例中作业调度系统的整体结构框图；

图2为本发明实施例中作业调度系统的局部结构示意图；

图3为本发明实施例中终端数据传输模块的结构示意图；

图4为本发明实施例中服务器数据传输模块的结构示意图；

图5为本发明实施例中作业调度方法的整体流程图；

图6为本发明实施例中数据库生成步骤的流程图；

图7为本发明实施例中作业矫正方法的整体流程图；

图8为本发明实施例中参数获取步骤的流程图；

图9为本发明实施例中参数传送步骤的流程图；

图10为本发明实施例中作业分配步骤的流程图；

图11为本发明实施例中指令传送步骤的流程图。

在图1-4中，各个部件标号如下：

1、自动化工业设备，2、监控终端，3、服务器，4、以太网；

11、数控单元；

21、数据采集模块，22、终端数据传输模块，23、程序编译模块；

31、输入模块，32、服务器数据传输模块，33、数据处理及分析模块；34、数据存储模块；35、工作调度模块，36、显示模块；

221、终端加密模块，222、终端封包模块，223、终端通信模块，224、终端解包模块，225、终端解密模块；

321、服务器加密模块，322、服务器封包模块，323、服务器通信模块，324、服务器解包模块，325、服务器解密模块。

具体实施方式

下面结合实施例与附图对本发明作进一步的详细说明。

本发明提供一种自动化工业设备的作业调度系统，也可以称为一种自动化工业设备的作业调度系统，用以实现本发明所述的自动化工业设备作业矫正方法，可以对多个不同自动化工业设备的作业负载进行重新分配。

如图1所示，所述自动化工业设备的作业调度系统，包括：至少一自动化工业设备1，自动化工业设备1包括但不限于工业机器人、数控机床及加工中心；至少一监控终端2，每一监控终端2对应至少一自动化工业设备1；以及至少一服务器3，每一服务器3对应至少一监控终端2。

如图2所示，在本发明提供的作业调度系统中，每一自动化工业设备1包括至少一数控单元11。

其中，监控终端2包括至少一数据采集模块21，连接至一自动化工业设备1的数控单元11，用于采集至少一自动化工业设备1的至少一实时运行参数；所述实时运行参数为所述自动化工业设备在正常运行中实时监测的参数，包括但不限于通信串口数据、DNC数据、机械测量数据、物理测量数据、射频标签数据、红外辐射数据、定位数据、条形码数据、气体含量数据、作业进度数据及告警代码。数据采集模块21包括不同种类的多个传感器，用于采集不同类别的多个或多组数据参数。

监控终端2包括一终端数据传输模块22，连接至数据采集模块21，用于传送所述实时运行参数至一服务器3及从服务器3获取至少一作业分配指令。

可选择地，监控终端2还可以包括一程序编译模块23，分别连接至终端数据传输模块22、自动化工业设备的数控单元11，用于根据与该监控终端相对应的自动化工业设备1的类型对所述作业分配指令进行编译处理和/或反编译处理，形成该自动化工业设备的数控单元11可兼容的执行程序，用以供所述自动化工业设备执行。监控终端2从服务器3获取一作业分配指令再发送给数控车床1，由于不同类型的自动化工业设备1具有不同的接口和操作系统，并非所有的作业分配指令都能得以执行，因此有时需要对其进行编译处理和/或反编译处理。如果所述作业分配指令中的作业程序是该自动化工业设备的数控单元不可兼容、不能执行的程序，需要有工作人员在监控终端编写程序对所述作业分配指令进行编译或反编译处理，使其形成数控车床的数控单元可执行的程序，再传送至数控车床的数控单元。所述数控车床执行该程序，根据重新分配的后续作业（作业程序、后续作业量、作业方式及作业时间）继续运行。

其中，服务器3包括一输入模块31，用于载入每一自动化工业设备的批量作业信息；所述批量作业信息包括，在一个批次的作业任务中，该批次作业任务的作业方式、该批次作业任务的所有作业量、执行该批次作业任务的自动化工业设备的类型、执行该批次作业任务的自动化工业设备的作业程序、执行该批次作业任务的自动化工业设备的作业时间，等等；所述作业程序是指一自动化工业设备的数控单元可兼容的至少一执行程序。输入模块31为一用户提供信息输入平台，包括一键盘（图未示）或触摸屏，用户由此将批量作业信息、批处理的工作指令载入服务器3。手动调整监控终端2的采样设置，包括但不限于采样数据、采样频率等，手动调整自动化工业设备1的状态设置，手动修改自动化工业设备1的作业量配置。

服务器3包括一服务器数据传输模块32，通过以太网4连接至所述终端数据传输模块，用于从所述监控终端获取至少一实时运行参数以及传送至少一作业分配指令至所述监控终端。

服务器3包括一数据处理及分析模块33，连接至服务器数据传输模块32，用于根据所述实时运行参数确定每一自动化工业设备1的实时运行状态及实时作业进度。所述实时运行状态是指一自动化工业设备处于运行状态或停止状态；所述实时作业进度是指一自动化工业设备已完成的作业量。所述实时运行状态及实时作业进度，包括但不限于以下情况：1）每一自动化工业设备处于运行状态，确定其作业量完成程度，也即确定其未完成的作业余量；2）自动化工业设备处于停止状态，该批次作业任务的作业量已完成；3）自动化工业设备处于停止状态，该批次作业任务的作业量未完成，确定其未完成的作业余量。若第三种情况发生，则可以判定该自动化工业设备运行状态发生异常，可能出现故障，发布该自动化工业设备的报警信息。

服务器3包括一数据存储模块34，分别连接至输入模块31、数据处理及分析模块33，用于存储每一自动化工业设备的批量作业信息、实时运行参数、实时运行状态、实时作业进度及报警信息，以供其他模块调用。如果判断某一自动化工业设备发生故障，该设备的报警信息也存储至数据存储模块34。

服务器3包括一工作调度模块35，连接至数据存储模块34，根据每一自动化工业设备1的批量作业信息、实时运行状态及实时作业进度，判断是否完成；若未完成，根据负载均衡算法重新分配每一自动化工业设备1的作业，发布至少一作业分配指令，用以实现各个自动化工业设备1的作业负载均衡。所述工作调度模块，包括：一作业量检测模块（图未示），用于根据每一自动化工业设备的批量作业信息、实时运行状态及实时作业进度，判断作业量是否完成；以及一作业分配模块（图未示），用于根据负载均衡算法分配每一自动化工业设备的后续作业，发布至少一作业分配指令。所述作业分配指令是指用于为每一自动化工业设备分配后续作业的程序指令，分配的后续作业包括但不限于一自动化工业设备的作业方式、后续作业量、作业程序及作业时间；所述作业程序是指一自动化工业设备的数控单元可兼容的至少一执行程序。

服务器3还可以包括一显示模块36，连接在数据存储模块数据存储模块34中，调用并显示数据存储模块34中存储的信息，包括每一自动化工业设备的批量作业信息、实时运行参数、实时运行状态、实时作业进度及报警信息等。显示模块36为一信息输出平台，包括一显示器（图未示），显示模块36将自动化工业设备的上述作业信息以文本、图形和/或音视频的形式呈现在显示器上，以便用户及时了解。用户通过显示模块36可以观察到各自动化工业设备的工作状态及作业信息等，包括每一自动化工业设备的批量作业信息，如某一工业机器人在某一批次的作业方式、总作业量等；包括每一自动化工业设备的实时运行参数，如机械测量数据、物理测量数据等；包括每一自动化工业设备的实时运行状态，如某一数控机床运行状态正常、运行状态停止、运行状态告警等；包括每一自动化工业设备的实时作业进度，如某一加工中心的已完成的作业量、作业完成程度等。如果判断某一自动化工业设备发生故障显示模块36还可以显示该自动化工业设备的告警信息。

其中，服务器数据传输模块32通过以太网4（Internet外网）连接至终端数据传输模块22，监控终端2与服务器3可以通过相应的数据传输模块进行数据交换，进而使监控终端2与服务器3可以进行实时通信，通信过程基于HTTP、TCP、UDP通信协议。

如图3所示，其中的终端数据传输模块22包括：一终端加密模块221，用于对至少一实时运行参数进行加密处理；一终端封包模块222，用于对加密的实时运行参数进行封包处理，形成至少一参数数据包；一终端通信模块223，用于传送所述参数数据包至服务器数据传输模块32以及从服务器数据传输模块32获取至少一指令数据包；一终端解包模块224，用于对所述指令数据包进行解包处理，获得至少一加密的作业分配指令；以及一终端解密模块225，用于对加密后的作业分配指令进行解密处理，获得至少一作业分配指令。

如图4所示，其中的服务器数据传输模块32，包括：一服务器加密模块321，用于对至少一作业分配指令进行加密处理；一服务器封包模块322，用于对加密后的作业分配指令进行封包处理，形成至少一指令数据包；一服务器通信模块323，用于从终端数据传输模块22获取所述参数数据包以及传送所述指令数据包至终端数据传输模块22；一服务器解包模块324，用于对所述参数数据包进行解包处理；以及一服务器解密模块325，用于对解包后的实时运行参数进行解密处理，获取至少一实时运行参数。

基于上述的自动化工业设备的作业调度系统，本发明提供一种自动化工业设备作业矫正方法，对多个不同自动化工业设备的作业负载重新分配。以下以数控机床中的两种数控车床为例，对本发明所述的自动化工业设备的作业矫正方法作进一步的详细说明，所述自动化工业设备也可以为多个其他类型的数控机床、工业机器人和/或加工中心。

在本实施例中，某数控车间有12台VF-120-21型立式数控车床和2台CH5716型数控车床，其中，VF-120-21型立式车床采用系统Siemens数控系统，CH5716型车床采用FANUC系统，上述数控车床主要用于加工汽车零部件的内侧面和外侧面。本实施例中，先将每一数控车床上安装一上述的监控终端，再将每一监控终端连接至同一服务器，当然，也可以多部车床安装一监控终端，设置多个服务器，同时连接多个监控终端。

如图5所示，上述的自动化工业设备的作业调度系统，其正常运行状态下，其作业调度方法如下：步骤S101）数据库生成步骤，一服务器3生成一运行数据库，所述运行数据库存储在数据存储模块34中，所述运行数据库包括所有数控车床的批量作业信息、实时运行参数、实时运行状态及实时工作进度。如图6所示，步骤S101）可以包括如下步骤：步骤S1011）数据库初始化步骤，在初始状态下，所有数控车床都未运行，定义每一自动化工业设备的类型，定义批量作业信息为0，定义每一自动化工业设备的实时运行参数皆为0；定义每一自动化工业设备实时运行状态为停止，定义每一自动化工业设备实时作业进度为0，定义每一自动化工业设备的报警信息为0。步骤S1012）作业信息录入步骤，在数控车床启动运行前或运行中，用户通过服务器3录入每一数控车床在下一阶段的批量作业信息，所述批量作业信息包括，在一个批次的作业任务中，该批次作业任务的作业方式（任务内容分类）、该批次作业任务的所有作业量（加工零件的总数）、执行该批次作业任务的数控车床的类型（数控车床或工业机器人的型号）、执行该批次作业任务的数控车床的作业程序（即具体体现加工过程的执行程序）、执行该批次作业任务的数控车床的作业时间（完成任务的时间），等等。在本实施例中，12台VF-120-21型立式车床可以归为A组，负责1200个零件外侧面的加工，工作时间为1小时；2台CH5716型车床可以归为B组，负责800个零件内侧面的加工，工作时间为4小时。本实施例的批量作业信息如下：作业方式为零件内侧面加工及零件外侧面加工、所有作业量为零件外侧面加工1200件、内侧面的加工800件，自动化工业设备的类型为VF-120-21型立式车床及CH5716型车床、作业程序为对零件内侧面、外侧面进行加工处理的执行程序；作业时间为1小时或4小时。步骤S1013）作业信息存储步骤，服务器3存储所述数控车床的批量作业信息，以修正所述运行数据库中的批量作业信息（初始化状态为0），进一步生成数据库。

步骤S102）作业分配步骤，用以平均分配每一数控车床的作业，具体包括如下步骤：步骤S1021）总量统计步骤，分类统计初始状态的作业总量，包括所有数控车床待完成的作业量的总和。作业总量的分类是根据作业方式进行分类，例如，对零件内侧面进行加工或者对零件外侧面进行加工；步骤S1022）正常设备统计步骤，分类统计所有数控车床中可正常运行的正常设备的数量，排除发生故障的自动化工业设备。数控车床的分类是根据设备型号进行分类，例如，VF-120-21型立式车床或者CH5716型车床。步骤S1023）作业分配步骤，基于所述作业余量及所述正常设备的数量，根据负载均衡算法为每一自动化工业设备分配作业，确保同类设备的作业量尽量平均，任意两个同类设备分配后的作业量之差为0或1。每一自动化工业设备的作业类别与该自动化工业设备的类别相对应，例如，VF-120-21型立式车床用于加工零件外侧面；CH5716型车床用于加工零件内侧面。在本实施例中，首次录入的批量作业信息经初次平均分配后，A组12台VF-120-21型立式车床，每台负责100个零件外侧面的加工；B组2台CH5716型车床每台，负责400个零件内侧面的加工。

步骤S103）指令发布步骤，服务器3为每一数控车床发布一作业分配指令，所述作业分配指令是指用于为每一自动化工业设备分配作业的程序指令，分配的作业包括一自动化工业设备的作业程序、作业方式、后续作业量及作业时间，等等；所述作业程序是指一自动化工业设备的数控单元可兼容的至少一执行程序。本实施例中，初次分配给每一台VF-120-21型立式车床的作业分配指令，包括：其作业程序是指CH5716型车床的数控单元可兼容的至少一执行程序，其作业方式为零件外侧面的加工，其后续作业量为100台，作业时间为1小时；初次分配给每一台CH5716型车床的作业分配指令，包括：其作业程序是指CH5716型车床的数控单元可兼容的至少一执行程序，其作业方式为零件内侧面的加工，其后续作业量为400台，作业时间为4小时。

步骤S104）指令传送步骤，服务器3传送所述作业分配指令至每一数控车床。具体地说，服务器3传送所述作业分配指令至对应每一数控车床的监控终端2，再由监控终端2发送给数控车床1，数控车床1执行加工任务。

本发明所述自动化工业设备的作业矫正方法，是针对多台自动化工业设备共同运行过程中，某一或某些自动化工业设备突然发生故障的情况下，自动对所有作业余量重新分配，将故障设备原本应当承担的作业任务平均分配给其他同类型的正常设备，以便尽快完成全部作业任务。

如图7所示，本发明提供一种自动化工业设备的作业矫正方法，包括如下步骤：

步骤S1）参数获取步骤，用以获取至少一数控车床的至少一实时运行参数；在数控车床启动并正常运行后，服务器3定时（每隔一定时间间隔，如3分钟或5分钟）获取每一数控车床的至少一实时运行参数，所述实时运行参数为所述自动化工业设备在正常运行中实时监测的参数，包括但不限于通信串口数据、DNC数据、机械测量数据、物理测量数据、射频标签数据、红外辐射数据、定位数据、条形码数据、气体含量数据、作业进度数据和告警代码。参数获取步骤之后还包括一参数存储步骤，存储每一数控车床的多个实时运行参数至所述运行数据库。

如图8所示，步骤S1）参数获取步骤可以具体包括如下步骤：步骤S11）参数采集步骤，至少一监控终端2定时采集至少一数控车床的至少一实时运行参数，其数据采集间隔是用户通过输入模块31录入的，以定义其采集数据的时间节点，每隔一定时间间隔（如3分钟或5分钟）采集一次。监控终端2可以实现对多种或多个数控车床实时运行参数的大规模采集，包括多个数据采集模块21，可以通过通信串口采集DNC程序名、零件号、加工参数、进给速度等参数：可以通过DNC（DistributedNumericalControl，分布式数字控制）网络采集车床通电信号、车床开机信号、主轴运行信号、刀架运行信号、刀架故障信号等参数：还可以通过机械测量、物理测量、射频标签、定位采集等方式采集已加工零件数、待加工零件数。步骤S12）参数传送步骤，监控终端2传送所述实时运行参数至一服务器3。如图9所示，参数传送步骤可以包括如下步骤：步骤S121）参数加密步骤，监控终端2利用其终端加密模块221对至少一实时运行参数进行加密处理；步骤S122）参数封包步骤，监控终端2利用其终端封包模块222对加密的实时运行参数进行封包处理，形成至少一参数数据包；步骤S123）参数数据包传送步骤，监控终端2利用其终端通信模块223传送参数数据包，服务器3利用其服务器通信模块323获取参数数据包；步骤S124）参数解包步骤，服务器3利用服务器解包模块324对所述参数数据包进行解包处理；步骤S125）参数解密步骤，服务器3利用服务器解密模块325对解包后的实时运行参数进行解密处理，获取所述实时运行参数。对服务器与监控终端之间通信数据（实时运行参数）进行加密解密处理，可以保证数据的完整性及安全性。

步骤S2）运行状态及作业进度确定步骤，用以根据所述实时运行参数确定每一数控车床的实时运行状态及实时作业进度。此处可以用所述实时运行参数与数据库中预存的正常运行参数对比，判断每一数控车床是否正常运行，所述实时运行状态包括运行和停止两种状态，所述实时作业进度为已完成的作业量，可以具体化为已完成的工件数目。运行状态及作业进度确定步骤之后，还包括一运行状态及作业进度存储步骤，用以存储每一数控车床的实时运行状态及实时作业进度至所述运行数据库。

步骤S3）运行状态及作业进度异常判断步骤，判断每一数控车床的实时运行状态及实时作业进度是否正常，若正常，返回参数获取步骤；若异常，则判定该数控车床发生故障，发布该数控车床的报警信息，以便及早提醒用户发现和排除故障。若发现某一数控车床发生故障之后，还包括一设备故障存储步骤，用以存储发生故障的自动化工业设备的报警信息至所述运行数据库。

所述运行状态及作业进度异常判断步骤具体包括如下步骤：步骤S31）运行状态对比步骤，将一数控车床的实时运行状态与预设的正常运行状态作对比，若相符，判定正常；若不相符，判定异常；步骤S32）接口数据检测步骤，检测所述数控车床的接口数据，大部分的自动化工业设备发生故障后都会在接口数据产生一告警代码，若接口数据中不包括告警代码，则判定正常；若接口数据中包括告警代码，则判定异常；步骤S33）作业量检测步骤，检测所述数控车床的作业量是否完成，可能包括以下情况：（1）一数控车床处于正常运行状态，确定其作业量完成程度，也即确定其未完成的作业余量；（2）一数控车床处于停止状态，且该批次作业量已完成；（3）一数控车床处于停止状态，其批量作业量未完成；若已完成，则判定正常；若未完成，则判定异常，并确定其未完成的作业余量；其中，步骤S31)-S33)相互独立，可调换其先后顺序，或者同时执行。一般情况下，步骤S31)或步骤S32)判定某一车床异常，该车床无法正常完成工作任务，步骤S33）必然也会判定异常，继续执行步骤S4）将该车床未完成的工作量重新分配给其他正常车床。极特殊情况下，某一车床在完成所有任务进度后发生故障，步骤S31)或步骤S32)判定异常，但步骤S33）判定正常，此时判定该数控车床发生故障，发布该数控车床的报警信息，但不会继续执行步骤S4），无需重新分配作业；直接退出程序。

步骤S4）作业分配步骤，用以均衡分配每一数控车床的后续作业。如图10所示，作业分配步骤具体包括如下步骤：步骤S41）余量统计步骤，分类统计未完成的作业余量，包括所有数控车床未完成的作业的总和；作业余量的分类是根据作业方式进行分类，例如，对零件内侧面进行加工或者对零件外侧面进行加工。步骤S42）正常设备统计步骤，分类统计所有数控车床中可正常运行的正常设备的数量，排除发生故障的数控车床。数控车床的分类是根据设备型号进行分类，例如，VF-120-21型立式车床或者CH5716型车床。步骤S43）余量分配步骤，基于所述作业余量及所述正常设备的数量，根据负载均衡算法为每一数控车床分配后续作业，所述作业包括但不限于一数控车床的作业方式、后续作业量、作业程序及作业时间，确保同类设备的作业量尽量平均，任意两个同类设备分配后的作业量之差为0或1。该后续作业类别与该数控车床的类别相对应，例如，VF-120-21型立式车床用于加工零件外侧面；CH5716型车床用于加工零件内侧面。在本实施例中，如果某一车床运行中发生故障，例如1台VF-120-21型立式车床在完成12个零件外侧面的加工后突然发生故障，原本该车床应该继续完成的88个零件外侧面的加工任务就要平均分配给其他11台VF-120-21型立式车床来完成，每台无故障的VF-120-21型立式车床额外还需要完成8个零件外侧面的加工任务，这样，每一无故障VF-120-21型立式车床总共要完成108个零件外侧面的加工任务，依然可以在较短时间内完成整个批量的作业任务，有效提高了生产效率。步骤S4）的技术效果在于，根据自动化工业设备的作业余量和正常工作设备数量，实现对多种自动化工业设备的作业负载均衡分配，使得分配后同类设备的作业量尽量平均；以解决现有技术存在的多台自动化工业设备的作业分配不平均、工作负载不均衡等技术问题。

步骤S5）指令发布步骤，服务器3为每一数控车床发布一作业分配指令，包括该数控车床的后续作业信息。所述作业分配指令是指用于为每一数控车床分配作业的程序指令，分配的作业包括一自动化工业设备的作业程序、作业方式、后续作业量、作业方式及作业时间，等等，所述作业程序是指该自动化工业设备的数控单元可兼容的至少一执行程序。如果某一车床运行中发生故障，例如1台VF-120-21型立式车床在完成12个零件外侧面的加工后突然发生故障，此时时间已经过了7.2分钟，每台无故障的VF-120-21型立式车床此时也完成了12个零件的加工任务，原本其后续工作量应该为88个，重新分配任务后，其后续工作量将被改为96个，原本其后续作业时间应为52.8分钟，将会被延长至57.6分钟。重新分配给每一台无故障CH5716型车床的作业分配指令包括：其作业程序是指CH5716型车床的数控单元可兼容的至少一执行程序，其作业方式为零件内侧面的加工，后续工作量将被改为96个，作业时间为57.6分钟。

步骤S6）指令传送步骤，服务器3传送所述作业分配指令至每一数控车床。如图11所示，指令传送步骤可以包括如下步骤：步骤S61）指令加密步骤，服务器3利用服务器加密模块321对至少一作业分配指令进行加密处理；步骤62）指令封包步骤，服务器3利用服务器封包模块322对加密后的作业分配指令进行封包处理，形成至少一指令数据包；步骤S63）指令数据包传送步骤，服务器3利用服务器通信模块323传送所述指令数据包至监控终端2；步骤S764）指令解包步骤，监控终端2利用终端解包模块224对所述指令数据包进行解包处理，获得至少一加密的作业分配指令；步骤S65）指令解密步骤，监控终端2利用终端解密模块225对加密后的作业分配指令进行解密处理，获得至少一作业分配指令。对服务器与监控终端之间通信数据（作业分配指令）进行加密解密处理，可以保证数据的完整性及安全性。

服务器3传送所述作业分配指令至对应每一数控车床的监控终端2，再由监控终端2发送给数控车床1。由于不同类型的自动化工业设备1具有不同的接口和操作系统，例如VF-120-21型立式车床采用的数控系统是Siemens系统，CH5716型车床采用FANUC系统，并非所有的作业分配指令都能得以执行，因此有时需要对其进行编译处理和/或反编译处理。如果所述作业分配指令中的作业程序是该自动化工业设备的数控单元不可兼容、不能执行的程序，需要有工作人员在监控终端编写程序对所述作业分配指令进行编译或反编译处理，使其形成数控车床的数控单元可执行的程序，再传送至数控车床的数控单元。所述数控车床执行该程序，根据重新分配的作业（作业程序、后续作业量、作业方式及作业时间）继续运行。步骤S1-S6）的技术效果在于，实时监控所有自动化工业设备（数控车床），一旦某一或某些数控车床发生故障，可以及时将该故障数控车床承担的作业任务及早分配给其他正常数控车床，以便尽快完成全部作业。这样工作人员可以及早对故障车床进行维修处理，维修过程中不需要用户手动调整工作量；维修完成后可以直接将该车床接入至系统，重新录入下一批工作任务对应的批量作业信息，重新分配作业。

步骤S61-S63）的技术效果在于，将分配后的作业指令转发给每一正常运行的车床，根据车床的操作系统类型适当改变指令的执行格式，使得每一数控车床能有效地执行新的作业分配指令。

本发明提供一种自动化工业设备的作业矫正方法，在数据库初始化步骤、作业信息存储步骤、参数存储步骤、运行状态及作业进度存储步骤、设备故障存储步骤之后，还可以包括一信息显示步骤，通过一个或多个显示模块（显示器或触摸屏）显示所述运行数据库中每一数控车床的批量作业信息、实时运行参数、实时运行状态、实时作业进度；如果有报警信息，还要显示报警信息及故障设备的编号，用户可以由此直接了解上述信息；其技术效果在于，能监控和存储每一自动化工业设备的实时运行状态及实时作业进度，使得用户可以实时了解设备运行情况，及时发现故障和维修设备，以解决现有技术存在的监控不便的技术问题。

在工业加工厂的生产线上，有时候会出现同类型的多台自动化工业设备的作业分配不平均，工作负载不均衡，有些设备作业量偏大或偏小的技术问题。

本发明可以实时监控所有自动化工业设备（数控车床），以便用户可以及时了解每一数控车床的批量作业信息及实时作业进度，一旦某一或某些数控车床发生故障，可以及时将该故障数控车床承担的作业任务及早分配给其他正常数控车床，以便尽快完成全部作业，确保生产过程可以高效地进行，有效地降低了人工和时间成本。用户可以及早发现故障车床并对其维修处理，维修过程中不需要用户手动调整工作量；维修完成后可以直接将该车床接入至系统，重新录入下一批工作任务对应的批量作业信息，重新分配作业。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，使本领域的技术人员更清楚地理解如何实践本发明，这些实施方案并不是限制本发明的范围。对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种自动化工业设备的作业矫正方法，其特征在于，包括如下步骤：

参数获取步骤，用以获取至少一自动化工业设备的至少一实时运行参数；

运行状态及作业进度确定步骤，用以根据所述实时运行参数确定每一自动化工业设备的实时运行状态及实时作业进度；

运行状态及作业进度异常判断步骤，判断每一自动化工业设备的实时运行状态及实时作业进度是否正常，若正常，返回参数获取步骤；若异常，则判定该自动化工业设备发生故障，发布该自动化工业设备的报警信息；

作业分配步骤，用以均衡分配每一自动化工业设备的后续作业；

指令发布步骤，用以为每一自动化工业设备发布一作业分配指令；以及

指令传送步骤，用以传送所述作业分配指令至至少一自动化工业设备。

2.如权利要求1所述的自动化工业设备的作业矫正方法，其特征在于，还包括如下步骤：

数据库初始化步骤，用以对一运行数据库进行初始化处理，定义每一自动化工业设备的类型，定义批量作业信息为0，定义每一自动化工业设备的实时运行参数皆为0；定义每一自动化工业设备实时运行状态为停止，定义每一自动化工业设备实时作业进度为0，定义每一自动化工业设备的报警信息为0；

作业信息录入步骤，用以录入至少一自动化工业设备的批量作业信息；作业信息存储步骤，用以存储至少一自动化工业设备的批量作业信息至所述运行数据库；

参数存储步骤，用以存储至少一自动化工业设备的至少一实时运行参数至所述运行数据库；

运行状态及作业进度存储步骤，用以存储每一自动化工业设备的实时运行状态及实时作业进度至所述运行数据库；

设备故障存储步骤，用以存储发生故障的自动化工业设备的报警信息至所述运行数据库；以及

信息显示步骤，通过至少一显示模块显示所述运行数据库。

3.如权利要求2中任一项所述的自动化工业设备的作业矫正方法，其特征在于，所述运行数据库包括每一自动化工业设备的类型、批量作业信息、实时运行参数、实时运行状态、实时作业进度、报警信息。

4.如权利要求1所述的自动化工业设备的作业矫正方法，其特征在于，所述参数获取步骤具体包括如下步骤：

参数采集步骤，至少一监控终端采集至少一自动化工业设备的至少一实时运行参数；以及

参数传送步骤，所述监控终端传送所述实时运行参数至一服务器。

5.如权利要求4所述的自动化工业设备的作业矫正方法，其特征在于，所述参数传送步骤具体包括如下步骤：

参数加密步骤，所述监控终端对至少一实时运行参数进行加密处理；

参数封包步骤，所述监控终端对加密的实时运行参数进行封包处理，形成至少一参数数据包；

参数数据包传送步骤，所述监控终端传送参数数据包至所述服务器；

参数解包步骤，所述服务器对所述参数数据包进行解包处理；以及

参数解密步骤，所述服务器对解包后的实时运行参数进行解密处理，获取所述实时运行参数。

6.如权利要求1所述的自动化工业设备的作业矫正方法，其特征在于，所述运行状态及作业进度异常判断步骤具体包括如下步骤：

运行状态对比步骤，将一自动化工业设备的实时运行状态与预设的正常运行状态作对比，若相符，判定正常；若不相符，判定异常；

接口数据检测步骤，检测所述自动化工业设备的接口数据，若接口数据中不包括告警代码，则判定正常；若接口数据中包括告警代码，则判定异常；

作业量检测步骤，若所述自动化工业设备的实时运行状态处于停止状态，检测所述自动化工业设备的作业量是否完成，若已完成，则判定正常；若未完成，则判定异常；

其中，所述运行状态对比步骤、所述接口数据检测步骤、所述作业量检测步骤相互独立，可调换其先后顺序，或者同时执行。

7.如权利要求1所述的自动化工业设备的作业矫正方法，其特征在于，所述作业分配步骤，具体包括如下步骤：

余量统计步骤，分类统计未完成的作业余量，包括所有自动化工业设备未完成的作业的总和；

正常设备统计步骤，分类统计所有自动化工业设备中可正常运行的正常设备的数量，排除发生故障的自动化工业设备；以及

余量分配步骤，基于所述作业余量及所述正常设备的数量，根据负载均衡算法为每一自动化工业设备分配后续作业。

8.如权利要求1所述的自动化工业设备的作业矫正方法，其特征在于，所述指令传送步骤，具体包括如下步骤：

指令加密步骤，所述服务器对至少一作业分配指令进行加密处理；

指令封包步骤，所述服务器对加密后的作业分配指令进行封包处理，形成至少一指令数据包；

指令数据包传送步骤，所述服务器传送所述指令数据包至所述监控终端；

指令解包步骤，所述监控终端对所述指令数据包进行解包处理，获得至少一加密的作业分配指令；以及

指令解密步骤，所述监控终端对加密后的作业分配指令进行解密处理，获得至少一作业分配指令。

9.如权利要求1-8中任一项所述的自动化工业设备的作业矫正方法，其特征在于，所述自动化工业设备包括但不限于工业机器人、数控机床及加工中心；所述批量作业信息包括，在一个批次的作业任务中，该批次作业任务的作业方式、该批次作业任务的所有作业量、执行该批次作业任务的自动化工业设备的类型、执行该批次作业任务的自动化工业设备的作业程序、执行该批次作业任务的自动化工业设备的作业时间；所述实时运行参数为所述自动化工业设备在正常运行中实时监测到的参数，包括但不限于通信串口数据、DNC数据、机械测量数据、物理测量数据、射频标签数据、红外辐射数据、定位数据、条形码数据、气体含量数据；所述实时运行状态是指一自动化工业设备处于运行状态或停止状态；所述实时作业进度是指一自动化工业设备已完成的作业量；所述作业分配指令是指用于为每一自动化工业设备分配后续作业的程序指令，分配的后续作业包括但不限于一自动化工业设备的作业方式、后续作业量、作业程序及作业时间；所述作业程序是指一自动化工业设备的数控单元可兼容的至少一执行程序。