CN109828530A - 一种数控机床的数据采集与监控系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数控机床的数据采集与监控系统，包括实时数据采集模块、监控模块、一个或多个客户端主机和云端，客户端主机配置有客户端显示屏、客户端数据处理模块和客户端控制模块，云端配置有云端显示屏、配置数据模块和云端数据存储模块，配置数据模块将获取的数控机床的参数信息数据、数控机床以及数控机床周围空间的可视化信息数据与系统预设的阈值数据进行比对，当超出阈值，则将对应的告警消息发送给告警模块。本发明可同时采集大量数控机床的实时工作状态信息，并实时处理、展示，灵活的告警管理系统能预先发现问题并帮助解决问题，提高了数控机床的工作效率和经济效益，满足车间智能化的未来需求。
Description
技术领域
本发明属于数控机床技术领域，具体为一种数控机床的数据采集与监控系统及方法。
背景技术
数控技术是用数字信息对机械运动过程进行控制的技术，而数控设备是以数控技术为支撑的机电一体化产品。目前，FANUC CNC数控产品在行业发展中占有非常重要的地位，是数控机床核心的部位，广泛应用于汽车行业、机床工具、通讯设备制造、轴承、模具、工程机械、铁路运输设备等多个行业。
尽管数控机床的应用越来越广泛，然而由于数控技术的复杂性、多样性和多变性以及一些客观环境因素的制约，目前在数控机床数据采集、监控方面，还没有形成一套成熟的、完整的工业方案。
数控机床的身价从几十万元到几千万元，一般都是企业中关键产品关键工序的关键设备，一旦故障停机，其影响和损失往往很大。但是，人们对该设备往往注重消能，而不仅对合理使用不够重视，更对其监控和保养关注太少，故障出现时容易造成较大问题。
因此，为了充分发挥数控机床的效率，提高经济效益，有必要对数控机床的各项实时指标，包括主轴负载、转速、工作状态等数据进行采集并分析，形成完整的控制链路，提前发现问题，解决问题。
发明内容
为解决现有技术存在的缺陷，本发明提供一种数控机床的数据采集与监控系统及方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明一种数控机床的数据采集与监控系统，包括：
实时数据采集模块，所述实时数据采集模块用于实时采集数控机床的参数信息数据并发送给客户端数据处理模块；
监控模块，所述监控模块用于获取数控机床以及数控机床周围空间的可视化信息数据并发送给客户端数据处理模块；
一个或多个客户端主机，所述客户端主机配置有客户端显示屏、客户端数据处理模块和客户端控制模块，所述客户端显示屏用于显示客户端操作界面；所述客户端数据处理模块的输入端与实时数据采集模块、监控模块的输出端连接用于将获取的数控机床的参数信息数据、数控机床以及数控机床周围空间的可视化信息数据处理后发送给配置数据模块；所述客户端数据处理模块的输入端还与配置数据模块的输出端连接用于根据配置数据模块预设的生产信息数据生成生产控制信息并发送给客户端控制模块；所述客户端控制模块的输入端与配置数据模块的输出端连接用于根据获取的生产控制信息发出控制信号；
云端，所述云端配置有云端显示屏、配置数据模块和云端数据存储模块，所述云端显示屏用于显示云端操作界面；所述配置数据模块的输入端与客户端数据处理模块的输出端连接用于将获取的数控机床的参数信息数据、数控机床以及数控机床周围空间的可视化信息数据与系统预设的阈值数据进行比对，当超出阈值，则将对应的告警消息发送给告警模块；所述云端数据存储模块的输入端与配置数据模块的输出端连接用于存储数据；
告警模块，所述告警模块的输入端与配置数据模块的输出端电连接，用于根据配置数据模块的告警消息发出告警。
具体地，所述客户端数据处理模块与配置数据模块通过无线或有线的方式通信连接。
具体地，所述客户端主机的操作系统采用windows或linux。
具体地，所述云端数据存储模块采用mysql数据库或kafka消息队列。
具体地，所述实时数据采集模块采集的数控机床的参数信息数据包括主轴转矩数据、主轴负载数据、以及主轴负载率数据。
具体地，所述生产信息数据包括机床编号数据、作业负责人数据、零件编号结构数据、以及所加工零件的产品数据。
具体地，所述告警模块的发出告警包括微信、邮件、短信中的至少一种。
作为本发明的一种优选技术方案，本发明还提供一种数控机床的数据采集与监控方法，包括以下步骤：
S1、客户端数据处理模块根据配置数据模块预设的生产信息数据生成生产控制信息并发送给客户端控制模块，客户端控制模块根据获取的生产控制信息发出控制信号从而控制数控机床的各个部件的控制器运行；
S2、实时数据采集模块实时采集数控机床的参数信息数据并发送给客户端数据处理模块；
S3、监控模块获取数控机床以及数控机床周围空间的可视化信息数据并发送给客户端数据处理模块；
S4、客户端数据处理模块将获取的数控机床的参数信息数据处理后发送给配置数据模块，并将获取的数控机床以及数控机床周围空间的可视化信息数据处理后发送给配置数据模块；
S5、配置数据模块将获取的数控机床的参数信息数据、数控机床以及数控机床周围空间的可视化信息数据与系统预设的阈值数据进行比对，当超出阈值，则将对应的告警消息发送给告警模块；
S6、告警模块根据配置数据模块的告警消息发出告警。
具体地，数控机床以及数控机床周围空间的可视化信息数据包括机床工作画面、人员操作画面、以及机床周围空间画面。
本发明的有益效果是：本发明可同时采集大量数控机床的实时工作状态信息，并实时处理、展示，灵活的告警管理系统能预先发现问题并帮助解决问题，提高了数控机床的工作效率和经济效益，满足车间智能化的未来需求。高效、灵活的分布式架构保证了系统的高可用性，并可持续对复杂程度日益增长的数控机床进行灵活、全面的监控。
附图说明
图1是本发明一种数控机床的数据采集与监控系统的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
为了达到本发明的目的，如图1所示，在本发明的其中一种实施方式中提供一种数控机床的数据采集与监控系统，包括：
实时数据采集模块，所述实时数据采集模块用于实时采集数控机床的参数信息数据并发送给客户端数据处理模块；
监控模块，所述监控模块用于获取数控机床以及数控机床周围空间的可视化信息数据并发送给客户端数据处理模块；
一个或多个客户端主机，所述客户端主机配置有客户端显示屏、客户端数据处理模块和客户端控制模块，所述客户端显示屏用于显示客户端操作界面；所述客户端数据处理模块的输入端与实时数据采集模块、监控模块的输出端连接用于将获取的数控机床的参数信息数据、数控机床以及数控机床周围空间的可视化信息数据处理后发送给配置数据模块；所述客户端数据处理模块的输入端还与配置数据模块的输出端连接用于根据配置数据模块预设的生产信息数据生成生产控制信息并发送给客户端控制模块；所述客户端控制模块的输入端与配置数据模块的输出端连接用于根据获取的生产控制信息发出控制信号；
云端，所述云端配置有云端显示屏、配置数据模块和云端数据存储模块，所述云端显示屏用于显示云端操作界面；所述配置数据模块的输入端与客户端数据处理模块的输出端连接用于将获取的数控机床的参数信息数据、数控机床以及数控机床周围空间的可视化信息数据与系统预设的阈值数据进行比对，当超出阈值，则将对应的告警消息发送给告警模块；所述云端数据存储模块的输入端与配置数据模块的输出端连接用于存储数据；
告警模块，所述告警模块的输入端与配置数据模块的输出端电连接，用于根据配置数据模块的告警消息发出告警。
具体地，所述客户端数据处理模块与配置数据模块通过无线或有线的方式通信连接。
具体地，所述客户端主机的操作系统采用windows或linux。
具体地，所述云端数据存储模块采用mysql数据库或kafka消息队列。
具体地，所述实时数据采集模块采集的数控机床的参数信息数据包括主轴转矩数据、主轴负载数据、以及主轴负载率数据。
具体地，所述生产信息数据包括机床编号数据、作业负责人数据、零件编号结构数据、以及所加工零件的产品数据。
具体地，所述告警模块的发出告警包括微信、邮件、短信中的至少一种。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，本发明还提供一种数控机床的数据采集与监控方法，包括以下步骤：
S1、客户端数据处理模块根据配置数据模块预设的生产信息数据生成生产控制信息并发送给客户端控制模块，客户端控制模块根据获取的生产控制信息发出控制信号从而控制数控机床的各个部件的控制器运行；
S2、实时数据采集模块实时采集数控机床的参数信息数据并发送给客户端数据处理模块；
S3、监控模块获取数控机床以及数控机床周围空间的可视化信息数据并发送给客户端数据处理模块；
S4、客户端数据处理模块将获取的数控机床的参数信息数据处理后发送给配置数据模块，并将获取的数控机床以及数控机床周围空间的可视化信息数据处理后发送给配置数据模块；
S5、配置数据模块将获取的数控机床的参数信息数据、数控机床以及数控机床周围空间的可视化信息数据与系统预设的阈值数据进行比对，当超出阈值，则将对应的告警消息发送给告警模块；
S6、告警模块根据配置数据模块的告警消息发出告警。
具体地，数控机床以及数控机床周围空间的可视化信息数据包括机床工作画面、人员操作画面、以及机床周围空间画面。
本发明可同时采集大量数控机床的实时工作状态信息，并实时处理、展示，灵活的告警管理系统能预先发现问题并帮助解决问题，提高了数控机床的工作效率和经济效益，满足车间智能化的未来需求。高效、灵活的分布式架构保证了系统的高可用性，并可持续对复杂程度日益增长的数控机床进行灵活、全面的监控。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种数控机床的数据采集与监控系统，其特征在于，包括：
实时数据采集模块，所述实时数据采集模块用于实时采集数控机床的参数信息数据并发送给客户端数据处理模块；
监控模块，所述监控模块用于获取数控机床以及数控机床周围空间的可视化信息数据并发送给客户端数据处理模块；
一个或多个客户端主机，所述客户端主机配置有客户端显示屏、客户端数据处理模块和客户端控制模块，所述客户端显示屏用于显示客户端操作界面；所述客户端数据处理模块的输入端与实时数据采集模块、监控模块的输出端连接用于将获取的数控机床的参数信息数据、数控机床以及数控机床周围空间的可视化信息数据处理后发送给配置数据模块；所述客户端数据处理模块的输入端还与配置数据模块的输出端连接用于根据配置数据模块预设的生产信息数据生成生产控制信息并发送给客户端控制模块；所述客户端控制模块的输入端与配置数据模块的输出端连接用于根据获取的生产控制信息发出控制信号；
云端，所述云端配置有云端显示屏、配置数据模块和云端数据存储模块，所述云端显示屏用于显示云端操作界面；所述配置数据模块的输入端与客户端数据处理模块的输出端连接用于将获取的数控机床的参数信息数据、数控机床以及数控机床周围空间的可视化信息数据与系统预设的阈值数据进行比对，当超出阈值，则将对应的告警消息发送给告警模块；所述云端数据存储模块的输入端与配置数据模块的输出端连接用于存储数据；
告警模块，所述告警模块的输入端与配置数据模块的输出端电连接，用于根据配置数据模块的告警消息发出告警。
2.根据权利要求1所述的数控机床的数据采集与监控系统，其特征在于，所述客户端数据处理模块与配置数据模块通过无线或有线的方式通信连接。
3.根据权利要求1所述的数控机床的数据采集与监控系统，其特征在于，所述客户端主机的操作系统采用windows或linux。
4.根据权利要求1所述的数控机床的数据采集与监控系统，其特征在于，所述云端数据存储模块采用mysql数据库或kafka消息队列。
5.根据权利要求1所述的数控机床的数据采集与监控系统，其特征在于，所述实时数据采集模块采集的数控机床的参数信息数据包括主轴转矩数据、主轴负载数据、以及主轴负载率数据。
6.根据权利要求1所述的数控机床的数据采集与监控系统，其特征在于，所述生产信息数据包括机床编号数据、作业负责人数据、零件编号结构数据、以及所加工零件的产品数据。
7.根据权利要求1所述的数控机床的数据采集与监控系统，其特征在于，所述告警模块的发出告警包括微信、邮件、短信中的至少一种。
8.一种数控机床的数据采集与监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、客户端数据处理模块根据配置数据模块预设的生产信息数据生成生产控制信息并发送给客户端控制模块，客户端控制模块根据获取的生产控制信息发出控制信号从而控制数控机床的各个部件的控制器运行；
S2、实时数据采集模块实时采集数控机床的参数信息数据并发送给客户端数据处理模块；
S3、监控模块获取数控机床以及数控机床周围空间的可视化信息数据并发送给客户端数据处理模块；
S4、客户端数据处理模块将获取的数控机床的参数信息数据处理后发送给配置数据模块，并将获取的数控机床以及数控机床周围空间的可视化信息数据处理后发送给配置数据模块；
S5、配置数据模块将获取的数控机床的参数信息数据、数控机床以及数控机床周围空间的可视化信息数据与系统预设的阈值数据进行比对，当超出阈值，则将对应的告警消息发送给告警模块；
S6、告警模块根据配置数据模块的告警消息发出告警。
9.根据权利要求8所述的数控机床的数据采集与监控方法，其特征在于，数控机床以及数控机床周围空间的可视化信息数据包括机床工作画面、人员操作画面、以及机床周围空间画面。
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