CN105334798A - 一种用于数控机床加工车间的自动化计件方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于数控机床加工车间的自动化计件方法，该方法包括如下步骤：信息采集模块采集员工身份信息；信息处理模块匹配员工身份信息；权限管理模块分配操作权限；计件模块统计完成的工件信息。此外，还公开了一种集成RFID或指纹识别技术实现自动计件的数控系统。本发明可实现数控机床加工车间的自动化计件，节省人工成本，提高工作效率高。

Description

一种用于数控机床加工车间的自动化计件方法及系统

技术领域

本发明属于数控技术领域，更具体地，涉及一种用于数控机床加工车间的自动化计件方法及系统。

背景技术

在数控机床加工车间中，传统的数控系统要求员工在登陆系统进行身份验证时，需要手动调出系统中的人员登录界面，按要求输入相应的口令密码才能登录到系统，完成自身权限级别的操作，管理人员必须设置不同的密码来分配权限，既不利于员工的操作，也会增加管理上的不便。再者，在操作中遇到故障需要更换操作人员时，也需要手动注销，重新登陆输入口令等繁琐的操作；最后，在统计员工的工作成果时，采用人工计件或计时的方式，费时费劲，影响工作效率。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于数控机床加工车间的自动化计件方法及系统，其目的在于实现数控机床加工车间的自动化计件等功能，以提高工作效率。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供给一种用于数控机床加工车间的自动化计件方法，该方法包括以下步骤：

S1.采用集成了RFID单元和指纹识别单元的信息采集模块来采集员工身份信息，并将员工身份信息同时传送至信息处理模块进行处理；在此过程中，RFID单元在3～10米距离内向携带在员工身上的RFID标签发送电磁波，并接受其反馈的员工身份信息；指纹采集器集成在数控装置的启动按钮上，员工按下数控装置的启动按钮后，指纹信息自动被记录，数控系统被激活；

S2.信息处理模块将接受到的员工身份信息与身份信息数据库预先存储的员工身份信息进行匹配后，再将匹配后的员工身份信息分别传送至权限管理模块和计件模块；

S3.权限管理模块依据其预先设置的权限规则对经由信息处理模块传送的员工身份信息进行相应的操作权限分配，若身份信息不符合该权限管理模块的预设值，则拒绝员工后续的操作，若符合，则通过验证；

S4.通过配置在数控系统内的计件模块对员工各自完成的工件信息予以实时统计，并将对应的计件信息反馈给上层ERP服务器存储，在此过程中，所述计件模块用于对工件类型、工件尺寸和工件个数分别进行分类统计；

S5.当在操作过程中需要更换操作者时，通过所述信息采集模块对当前操作者的信息予以重置，并对任意替换者的身份信息予以重新采集，再经由权限管理模块分配其相应的操作权限，计件单元记录其完成的工件信息；

S6.人机界面模块显示不同权限的员工所能操作的不同界面，以及该员工的身份信息以供员工自行确认是否正确。

作为进一步优选地，所述步骤S1中无线电磁波频率为低频、高频或超高频中的任意一种。

作为进一步优选地，所述员工身份信息包括员工姓名、工号、职位及指纹。

作为进一步优选地，所述步骤S3中权限配制规则为：赋予数控机床操作工以低级权限，仅能调用加工指令完成工件加工操作；赋予加工工艺师以中级权限，能修改加工工艺参数；赋予系统调试工程师以高级权限，修改数控系统参数，诊断并排除故障。

作为本发明的另一方面，提供了一种集成RFID和指纹识别技术实现自动计件的数控系统，该系统包括：

身份信息数据库，用于储存数控机床加工车间所有员工的身份信息；

信息采集模块，其包括射频识别单元和指纹识别单元，用于采集员工身份信息；

信息处理模块，用于将从信息采集模块采集到的员工身份信息与身份信息数据库预先存储的员工身份信息进行匹配，确认员工的身份信息后将其分别发送至权限管理模块和计件模块；

权限管理模块，依据信息处理模块传送的不同人员的身份信息以分配各自的操作权限；

计件模块，用于对员工各自完成的工件信息予以实时统计；

人机界面模块，与权限管理模块相连，不同权限的员工能操作的界面不同，并且在界面上显示员工身份信息以便员工确认其信息是否正确。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.信息采集更准确：将具有RFID单元和指纹识别单元的数据采集模块集成于数控系统中，RFID单元可远距离采集员工工号、姓名、职位等身份信息，同时利用指纹识别单元采集员工指纹信息，指纹识别具有不可替代性，以保证信息采集更为准确；

2.节省人工，工作效率高：将信息处理模块和计件模块集成于数控系统中，使得员工登录系统后即可依据采集到的身份信息自动记录各自的完成的工件信息，节省人工，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明提出的用于数控机床加工车间的自动化计件方法流程图；

图2为本发明提出的集成RFID和指纹识别技术实现自动计件的数控系统结构图；

图3为本发明提出的集成RFID和指纹识别技术实现自动计件的数控系统硬件组成图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-信息采集模块、2-身份信息数据库、3-信息处理模块、4-权限管理模块、5-人机界面模块、6-计件模块、7-ERP管理服务器

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1为一种用于数控机床加工车间的自动化计件方法的流程图，该方法包括以下步骤：

S1.采用集成了RFID单元和指纹识别单元的信息采集模块来采集员工身份信息(姓名、工号、职位、指纹等)，并将员工身份信息同时传送至信息处理模块进行处理；在此过程中，RFID单元在3-10米距离内向携带在员工身上的RFID标签发送电磁波，并接受其反馈的员工身份信息；指纹采集器集成在数控装置的启动按钮上，员工按下数控装置的启动按钮后，指纹信息自动被记录，数控系统被激活；其中，无线电磁波频率为低频、高频或超高频中的任意一种，比如400MHZ的超高频电磁波；

S2.信息处理模块将接受到的员工身份信息与身份信息数据库预先存储的员工身份信息进行匹配后，再将匹配后的员工身份信息分别传送至权限管理模块和计件模块；

S3.权限管理模块依据其预先设置的权限规则对经由信息处理模块传送的员工身份信息进行相应的操作权限分配，若身份信息不符合该权限管理模块的预设值，则拒绝员工后续的操作，若符合，则通过验证；权限配制规则具体为：赋予数控机床操作工以低级权限，仅能调用加工指令完成工件加工操作；赋予加工工艺师以中级权限，能修改加工工艺参数；赋予系统调试工程师以高级权限，修改数控系统参数，诊断并排除故障。

S4.通过配置在数控系统内的计件模块对员工各自完成的工件信息予以实时统计，并将对应的计件信息反馈给上层ERP服务器存储，在此过程中，所述计件模块用于对工件类型、工件尺寸和工件个数分别进行分类统计；

S5.当在操作过程中需要更换操作者时，所述信息采集模块对当前操作者的信息予以重置，并对替换的任意身份信息通过该信息采集模块重新予以采集，再经由权限管理模块分配相应的操作权限，计件单元记录相应的计件信息；譬如机床操作工在加工过程中遇到故障，可向加工工艺师和系统调试工程师寻求帮助，此时只需通过信息采集模块的重置信息(如按下信息重置按钮)，采集器重置并重新收集按下按钮员工的指纹信息，之后传送给信息处理模块进行处理；信息处理后传送给权限管理模块验证时，该模块识别到传送来的人员的权限高于当前操作者，便自动将当前登录的操作者下线，以新的高权限人员身份登录系统，给予其调用工艺参数和系统参数界面的权限。这样，加工工艺师和系统调试工程师便能很方便地登录系统，无需输入密码口令即可查找并排除故障。

S6.人机界面模块显示不同权限的员工所能操作的不同界面，以及该员工的身份信息以供员工自行确认是否正确。

图2为一种集成RFID或指纹识别技术实现自动计件的数控系统，该系统包括：

身份信息数据库，用于储存数控机床加工车间所有员工的身份信息；

信息采集模块，其包括射频识别单元和指纹识别单元，用于采集员工身份信息，其中，射频识别单元采用RFID标签和RFID读写器采集员工身份信息(包括员工姓名、工号、职位等)，指纹识别单元可采用指纹采集器采集员工指纹信息；

射频识别单元采用RFID标签和RFID读写器采集员工身份信息，RFID读写器可单独供电，员工携带含有RFID标签的工卡，在工卡中记录了员工的基本信息(包括姓名、工号、工种、当月已工作时间或已加工工件等)，RFID标签可采用有源或无源式，本实例优选采用无源被动式标签，以降低成本。如图3所示，RFID读写器安装在数控系统上，通电时激活，并向RFID标签发送特定频率的电磁波，接收其反馈的员工身份信息，发送的电磁波可以是低频、高频、超高频，本实例优选RFID读写器采用奥地利微电子公司的AS3992射频芯片，工作频率为超高频(400MHz)，有效识别距离为3-10米；读写器通过PCI总线与CPU单元相连，经PCI桥接控制器传输采集到的身份信息到CPU单元进行数据处理。员工只需一键启动数控机床，RFID读写器即可通电启动，发送特定频率的无线电波能量以激活工人工作服上的RFID标签，并接收RFID标签反馈的员工身份信息，无需员工在数控装置上有其他任何操作即可实现信息记录，之后将所接受的员工信息通过PCI总线传送至数控装置的信息处理模块3作后置处理；

指纹识别模块可采用指纹采集器，指纹采集器可单独供电，指纹采集器与数控装置的启动按钮集成在一起，员工按下数控装置的启动按钮后，指纹信息自动被记录，数控系统也被通电激活。本实例优选的指纹采集器采用Veridicom研发的FPS200指纹采集芯片；指纹采集器通过PCI总线与CPU单元相连，经PCI桥接控制器传输采集到的数据信息到CPU单元进行信息的处理。员工只需一键启动数控机床，无需其他任何操作即可实现指纹信息的记录，之后再将所记录的员工信息通过PCI总线传送至数控装置的信息处理模块3作后置处理。

信息处理模块，用于将从信息采集模块采集到的员工身份信息与身份信息数据库预先存储的员工身份信息进行匹配，确认员工的身份信息后将其分别发送至权限管理模块和计件模块；

权限管理模块，依据信息处理模块传送的不同人员的身份信息以分配各自的操作权限，若身份信息不符合该权限管理模块的预设值，则拒绝员工后续的操作，若符合，则通过验证；

计件模块，用于对员工各自完成的工件信息予以实时统计，包括对工件类型、工件尺寸和工件个数分别进行分类统计；该计件模块可采用计数器或寄存器完成对工件的计数；

人机界面模块，与权限管理模块相连，不同权限的员工能操作的界面不同，并且在界面上显示员工身份信息以便员工确认其信息是否正确。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于数控机床加工车间的自动化计件方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1.采用集成了RFID单元和指纹识别单元的信息采集模块采集员工身份信息，并将员工身份信息同时传送至信息处理模块进行处理；在此过程中，RFID单元在3～10米距离内向携带在员工身上的RFID标签发送电磁波，并接受其反馈的员工身份信息；指纹采集器集成在数控装置的启动按钮上，员工按下数控装置的启动按钮后，指纹信息自动被记录，数控系统被激活；

S2.信息处理模块将接受到的员工身份信息与身份信息数据库预先存储的员工身份信息进行匹配后，再将匹配后的员工身份信息分别传送至权限管理模块和计件模块；

S3.权限管理模块依据其预先设置的权限规则对经由信息处理模块传送的员工身份信息进行相应的操作权限分配，若身份信息不符合该权限管理模块的预设值，则拒绝员工后续的操作，若符合，则通过验证；

S4.通过配置在数控系统内的计件模块对员工各自完成的工件信息予以实时统计，并将对应的计件信息反馈给上层ERP服务器存储，在此过程中，所述计件模块用于对工件类型、工件尺寸和工件个数分别进行分类统计；

S5.当在操作过程中需要更换操作者时，通过所述信息采集模块对当前操作者的信息予以重置，并对任意替换者的身份信息予以重新采集，再经由权限管理模块分配其相应的操作权限，计件单元记录其完成的工件信息；

S6.人机界面模块显示不同权限的员工所能操作的不同界面，以及该员工的身份信息以供员工自行确认是否正确。

2.如权利要求1所述的用于数控机床加工车间的自动化计件方法，其特征在于，所述步骤S1中无线电磁波频率为低频、高频或超高频中的任意一种。

3.如权利要求1或2所述的用于数控机床加工车间的自动化计件方法，其特征在于，所述员工身份信息包括员工姓名、工号、职位及指纹。

4.如权利要求1-3任意一项所述的用于数控机床加工车间的自动化计件方法，其特征在于，所述步骤S3中权限配制规则为：赋予数控机床操作工以低级权限，仅能调用加工指令完成工件加工操作；赋予加工工艺师以中级权限，能修改加工工艺参数；赋予系统调试工程师以高级权限，修改数控系统参数，诊断并排除故障。

5.一种集成RFID和指纹识别技术实现自动计件的数控系统，其特征在于，该系统包括：

身份信息数据库，用于储存数控机床加工车间所有员工的身份信息；

信息采集模块，其包括射频识别单元和指纹识别单元，用于采集员工身份信息；

信息处理模块，用于将从信息采集模块采集到的员工身份信息与身份信息数据库预先存储的员工身份信息进行匹配，确认员工的身份信息后将其分别发送至权限管理模块和计件模块；

权限管理模块，依据信息处理模块传送的不同人员的身份信息以分配各自的操作权限；

计件模块，用于对员工各自完成的工件信息予以实时统计；

人机界面模块，与权限管理模块相连，不同权限的员工能操作的界面不同，并且在界面上显示员工身份信息以便员工确认其信息是否正确。