CN109739184A - 一种机床设备数据采集系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机床设备数据采集系统，包括有第一交换机、第二交换机、采集服务器、核心交换机、中间机、数据库服务器、上位机，所述的第一交换机与至少一个机床通过网线接口连接；所述第二交换机与至少一个第一交换机相连，所述的采集服务器连接第二交换机接收经由第二交换机和第一交换机转发和传输的机床组的运行数据并采集；所述的核心交换机连接第二交换机，所述的中间机、数据库服务器、上位机均与核心交换机相连接；将采集的数据经由核心交换机和中间机传输至数据库服务器，所述上位机对数据库服务器中数据进行分析。机床加工的参数信息实时与样本做对比，对设备做健康诊断，及早发现问题做相应调整，将损失降低到最小。
Description
技术领域
本发明属于数据采集技术领域，尤其涉及一种机床设备数据采集系统。
背景技术
目前，数控机床故障诊断及维护是数控机床调试和使用过程中很重要的组成部分，是制约数控机床发挥正常作用的因素之一。随着技术的不断发展，特别是物联网的出现，使数控机床远程故障诊断正在成为现实。基于物联网的远程数控机床诊断技术打破了数控机床诊断在时间和空间上的距离，大大促进了机床诊断技术的发展。远程数控机床诊断技术其中一个重要的方面是数控机床数据采集及通信技术，其必须解决机床运行源数据的获取及数据的网络传输，如何有效的获取及传输数据，是目前远程数控机床诊断技术亟需解决的问题。现有的机床数据采集数据存储空间小，安全性低，数据处理速度慢，无线操作距离短，无法实现大量机床的远程故障诊断。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种机床设备数据采集系统，它能够有效的获取及传输数据，并且快速有效的为排除机床出现的故障提供参考，操作方便，结构简单。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种机床设备数据采集系统，包括有第一交换机、第二交换机、采集服务器、核心交换机、中间机、数据库服务器、上位机，所述的第一交换机与至少一个机床通过网线接口连接；所述第二交换机与至少一个第一交换机相连，所述的采集服务器连接第二交换机接收经由第二交换机和第一交换机转发和传输的机床组的运行数据并采集；所述的核心交换机连接第二交换机，所述的中间机、数据库服务器、上位机均与核心交换机相连接；其中，所述采集服务器将采集的数据经由核心交换机和中间机传输至数据库服务器，所述上位机对数据库服务器中数据进行分析。
优选的，所述的数据库服务器设置有数据备份机制，所述的数据备份机制具体为副本结构部署和副本加分片结构部署；所述的副本结构部署包括有1台主库和1台从库，所述的副本加分片结构部署包括有路由服务、配置服务和分片服务。
优选的，所述采集服务器设置为双网卡配置。
优选的，所述核心交换机采用三层交换机，具备二层交换技术+三层转发技术，解决了局域网中网段划分之后，网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面，解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。加快大型局域网内部的数据交换，所具有的路由功能也是为这目的服务的，能够做到一次路由，多次转发。
优选的，所述一级交换机接口数量不足以连接所有机床，采用多级交换机分级连接进行扩展。
优选的，所述的采集服务器分配有固定的IP地址。
优选的，所述的核心交换机连接本地WEB。
优选的，所述的上位机具备防火墙功能和远程访问服务器功能。
优选的，采集机床的内部数据包括有进给率、主轴转速、电机负载中的一种或几种。
通过采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：通过采集服务器对数控机床的运行参数进行采集，并通过交换机传输至数据库服务器。通过对数据库服务器中的数据进行读取和分析，建立正常加工机台的实时加工的参数信息与样本做对比，对设备做健康诊断，及早发现问题做相应调整，将损失降低到最小，方便车间技术人员和管理人员实时了解车间动态。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
主要附图标记说明：机床1；网线接口2；第一交换机3；第二交换机4；采集服务器5；核心交换机6；中间机7；数据库服务器8；上位机9。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例来进一步说明本发明。
如图1所示，本发明提供一种机床设备数据采集系统，包括有机床1、第一交换机3、第二交换机4、采集服务器5、核心交换机6、中间机7、数据库服务器 8、上位机9，所述的第一交换机3与至少一个机床1的网线接口2连接；所述第二交换机4与至少一个第一交换机3相连，所述的采集服务器5连接第二交换机4接收经由第二交换机4和第一交换机3转发和传输的机床1组的运行数据并采集；所述的核心交换机6连接第二交换机4，所述的中间机7、数据库服务器8、上位机9 均与核心交换机6相连接；其中，所述采集服务器5将采集的数据经由第三交换机和中间机7传输至数据库服务器8，所述上位机9对数据库服务器中数据进行分析。
具体来说，对机床进行数据采集前，需要设置好网络IP，机床1通过网络接口2接入接入网线，从而接入到第一交换机3，机床的数据信息通过第一交换机3 和第二交换机4传入到采集服务器5。当机床数量足够多，第一交换机3的接口不足以连接所有机床1，可以采用多级交换机分级连接进行扩展。当机床数量不断增加，同样只要增加交换机的数量，就能确保对全部机床进行连接，并采用高配置的核心交换机6，并采用三层交换机,具备二层交换技术+三层转发技术，解决了局域网中网段划分之后，网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面，解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。加快大型局域网内部的数据交换，所具有的路由功能也是为这目的服务的，能够做到一次路由，多次转发。
采集服务器5根据机床通信协议，设定相对应的频率，机床的数据信息经过第一交换机3和第二交换机4传入到采集服务器5中进行数据采集，并通过中间机 7把数据传输到数据库服务器8进行存储。采集服务器5采集周期目前最快可达到 200ms，能起到很好的数据采集效果。数据库服务器8设置有备份机制，防止数据丢失的风险，所述的备份机制采用副本结构部署(1台主库和1台从库)和副本+分片结构部署(路由服务、配置服务和分片服务)两种方案。数据库服务器 8存储空间大，能存储大量数据，其备份机制使数据库服务器8的数据更安全不易丢失。
建立正常加工机台的进给率、主轴转速、电机负载的样本，上位机9可以利用采集服务器对采集到的数据做分析得到实时机床1加工的参数信息，把机床1 加工的实时参数信息与样本做对比，对设备做健康诊断，及早发现问题并做出相应调整，将损失降低到最小。上位机可以利用采集到的数据统计和分析机床的故障率、设备开动率、综合利用效率OEE等，方便车间技术人员和管理人员实时了解车间动态。
以上所述的，仅为本发明的较佳实施例而已，不能限定本实用实施的范围，凡是依本发明申请专利范围所作的均等变化与装饰，皆应仍属于本发明涵盖的范围内。
Claims (9)
1.一种机床设备数据采集系统，其特征在于：包括有第一交换机、第二交换机、采集服务器、核心交换机、中间机、数据库服务器、上位机，所述的第一交换机与至少一个机床通过网线接口连接；所述第二交换机与至少一个第一交换机相连，所述的采集服务器连接第二交换机接收经由第二交换机和第一交换机转发和传输的机床组的运行数据并采集；所述的核心交换机连接第二交换机，所述的中间机、数据库服务器、上位机均与核心交换机相连接；其中，所述采集服务器将采集的数据经由核心交换机和中间机传输至数据库服务器，所述上位机对数据库服务器中数据进行分析。
2.根据权利要求1所述的一种机床设备数据采集系统，其特征在于：所述的数据库服务器设置有数据备份机制，所述的数据备份机制具体为副本结构部署和副本加分片结构部署；所述的副本结构部署包括有1台主库和1台从库，所述的副本加分片结构部署包括有路由服务、配置服务和分片服务。
3.根据权利要求1所述的一种机床设备数据采集系统，其特征在于：所述采集服务器设置为双网卡配置。
4.根据权利要求1所述的一种机床设备数据采集系统，其特征在于：所述核心交换机采用三层交换机。
5.根据权利要求1所述的一种机床设备数据采集系统，其特征在于：所述一级交换机接口数量不足以连接所有机床，采用多级交换机分级连接进行扩展。
6.根据权利要求1所述的一种机床设备数据采集系统，其特征在于：所述的采集服务器分配有固定的IP地址。
7.根据权利要求1所述的一种机床设备数据采集系统，其特征在于：所述的核心交换机连接本地WEB。
8.根据权利要求1所述的一种机床设备数据采集系统，其特征在于：所述的上位机具备防火墙功能和远程访问服务器功能。
9.根据权利要求1所述的一种机床设备数据采集系统，其特征在于：采集机床的内部数据包括有进给率、主轴转速、电机负载中的一种或几种。
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