CN202141920U - 一种数控机床监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种数控机床监测系统，该系统包括：后台监控主机、智能接口设备与智能采集装置；后台监控主机通过以太网连接至少一个智能接口设备，每个智能接口设备均设有一个用于连接后台监控主机的以太网接口与一个连接485通讯总线的通讯接口，所述485通讯总线上连接有至少一个智能采集装置，每个智能采集装置均对应数个机床。上述机床监测系统，通过将各机床的状态开关对应采集到智能采集设备，再由智能采集设备上传至后台监控主机；不仅能够有效接入一个工厂内不同车间、不同时代、不同厂家的机床设备，通过后台监控主机实现对所有接入机床的监控，提高了工厂生产的效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及数控机床监测领域，特别是一种基于机床状态变位信息的数控机床监测系统，用以完成一个工厂内不同车间、不同厂家、不同时期数控机床的工作状态监测。
背景技术
目前，数控机床监测系统的机床信息采集主要是通过串行总线模式或者以太网模式，这两种模式有信息传输量大、机床信息采集丰富等特点，因此在新的数控机床监测系统中得到了广泛的应用。
但是，由于数控机床技术的发展是一个长期过程，这就使得当前我国机械加工企业中普遍存在一个工厂内多种数控机床同时期并存的情况。这些数控机床生产厂家不同、生产年代不同、档次也差别较大。以国内某知名机械加工企业为例，该工厂存在多个大型加工车间，数控机床有金方圆、AMADA、FIN-POWER、小松、黄石、SFAN等。
由于不同的机床生产厂家对外通讯接口形式不同，通讯规约也存在差异且不同厂家通讯规约互不开放，有的早期数控机床甚至没有通讯接口。对于一个机械加工企业来说，如果想要通过前述串行总线模式或以太网模式完成整个企业数控机床的监测就需要组建多个不同的系统甚至是根本不可能，给企业的生产管理带来极大不便。
实用新型内容
本实用新型提供了一种基于机床状态变位信息的数控机床监测系统，用于解决多种数控机床共存情况下全厂机床统一监测管理困难的问题。
为实现上述目的，本实用新型的方案是：一种数控机床监测系统，该系统包括：后台监控主机、智能接口设备与智能采集装置；后台监控主机通过以太网连接至少一个智能接口设备，每个智能接口设备均设有一个用于连接后台监控主机的以太网接口与一个连接485通讯总线的通讯接口，所述485通讯总线上连接有至少一个智能采集装置，每个智能采集装置均设有一个与所述485通讯总线连接的串行接口，以及用于对应连接机床状态开关的至少一组开关量输入端口，各组开关量输入端口与各机床分别对应，每组开关量输入端口与对应机床的各个状态开关一一对应、每个开关量输入端口通过对应采样电路输入采样连接机床的状态开关。
上述机床监测系统，通过将各机床的状态开关对应采集到智能采集设备，再由智能采集设备上传至后台监控主机；不仅能够有效接入一个工厂内不同车间、不同时代、不同厂家的机床设备，通过后台监控主机实现对所有接入机床的监控，提高了工厂生产的效率。
所述后台监控主机与所述智能接口设备的以太网接口之间还设有以太网交换机。
所述智能采集装置安装在一台机床上。
所述采样电路分为有源采集电路与无源采集电路，分别对应有源状态开关与无源状态开关；所述有源状态开关接设在机床上的电源触点之间。
所述有源采集电路包括隔离光耦，隔离光耦的输入端与所述有源状态开关串联，隔离光耦的输出端与一个继电器的线圈串联后接设在工作母线上；所述继电器的一个触点连接智能采集装置的电源端，另一个触点连接智能采集装置的对应的所述开关量输入端口。
所述隔离光耦的输出端与一个继电器的线圈串联后，通过空气开关连接所述工作母线。
所述无源采集电路包括一个继电器，该继电器的线圈与无源状态开关串联后接设在工作母线上；所述继电器的一个触点连接智能采集装置的电源端，另一个触点连接智能采集装置的对应的所述开关量输入端口。
所述继电器的线圈与无源状态开关串联后，通过空气开关连接所述工作母线。
附图说明
图1是实施例1的系统结构图；
图2是机床、采集电路及智能采集装置结构图；
图3是智能采集装置与智能接口设备之间连接图；
图4是实施例二的系统结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
实施例1
如图1所示，数控机床监测系统包括：后台监控主机、智能接口设备与智能采集装置；后台监控主机通过以太网交换机连接智能接口设备1与智能接口设备2，智能接口设备1、智能接口设备2均设有一个用于连接后台监控主机的以太网接口与一个连接485通讯总线的通讯接口，智能接口设备1的485通讯总线上连接智能采集装置1到智能采集装置n（n根据厂区内机床数确定），智能接口设备1与其对应的智能采集装置负责一个车间，智能接口设备2与其对应的智能采集装置负责其他车间。智能采集装置1对应采集机床1到机床6的状态（实际应用中，一个智能采集装置采样6到8个机床为宜）。
如图2，智能采集装置1对应采集机床1到机床6，包括分别对应各机床的开关量输入端口组，每组对应一台机床。图中只画出了机床1、机床2的具体连接关系，机床1上有3个状态开关，对应智能采集装置上的3个端口，机床2上有1个状态开关，对应1个端口。所谓“中心机床”是指：根据车间机床空间布置情况，人为设定地理位置居中的机床为“中心机床”，其它机床和“中心机床”之间的距离从几米到几十米不同。“中心机床”处安装有智能采集装置。本实施例中，智能采集装置1安装在中心机床上。
机床1上的三个状态开关Y7.0、Y7.1和Y7.2为有源状态开关，有源状态开关与智能采集装置的开关量输入端口之间为有源采集电路。以Y7.0为例，有源状态开关Y7.0接设在机床1的+24V、-24V电源触点之间，光耦1的输入端与有源状态开关Y7.0串联，光耦1的输出端与继电器1的线圈串联后通过空气开关JC1KK接设在工作母线上；继电器1的一个触点连接智能采集装置的电源端501，另一个触点连接智能采集装置的对应的所述开关量输入端口（如图中标记，机床1开入1）。
机床2的一个状态开关为无源状态开关Y8.0，无源状态开关Y8.0与智能采集装置1的开关量输入端口之间为无源采集电路。无源状态开关Y8.0不连接机床2上的电源触点，继电器4的线圈与无源状态开关Y8.0串联后通过空气开关JC2KK接设在工作母线上；继电器4的一个触点连接智能采集装置1的电源端501，另一个触点连接智能采集装置1的开关量输入端口（图中标记，机床2开入）。
智能采集装置1采集周边数控机床1到6的状态量开入，生成相应的机床当前状态信号并以485总线的方式上送到智能接口设备1，智能接口设备1通过以太网连接到后台监控主机，后台监控主机对机床处于各种状态的时间进行统计最终以报表的形式提供给生产管理人员。
从整体来看，监测系统分为三层，即信息采集层、通讯传输层和后台监测层。信息采集层包括机床、智能采集装置等。每台机床输出至少一个状态信号并以开入的形式接入智能采集装置，每台智能采集装置完成6~8台机床信息的采集。通讯传输层由智能接口设备及以太网交换机组成。智能采集装置将采集的机床状态信息以RS485总线的形式接入智能接口设备，智能接口设备转换为以太网数据接入交换机。后台监测层由1台或多台监控主机组成。监控主机通过以太网从交换机取得机床的状态信息。
工作母线提供交流220V交流电，遥信采集采用弱电方式。有效解决了工厂车间没有直流电源的问题。
由于数控机床在车间内位置分散且机床之间存在一定的距离，同时加工车间电气环境比较复杂，机床状态开出在传输至“中心机床”的智能采集装置时容易受到电气干扰而导致采集终端采集的机床状态错误。为防止这种情况的发生，所以继电器1到继电器4采样的交流重动继电器，重动继电器的输出触点最终以遥信开入形式接入智能采集装置。交流重动继电器位于“中心机床”内并有独立的空气开关进行交流电源的控制。当相应机床检修时，“中心机床”的重动控制电源空开拉开，可以有效防止检修人员触电的危险。
智能采集装置1根据机床1提供的3路遥信输入生成机床的未准备好、回参、试验模具、编辑及输入程序、待料、自动加工、告警及加工暂停共8种状态（3个状态开关对应表示8种状态对应）。
对于设备较多的车间，可以设置多台“中心机床”（对应多个智能采集装置）并把各自的智能采集装置通讯总线级联后以RS485总线模式接入上位的智能接口设备，如图3所示。
对于其它车间的设备，通过智能接口设备2（根据情况，可增加更多）将智能采集装置的状态数据转换为以太网传输数据并借助外部以太网传输至后台监控主机。
后台监控主机以直观的形式显示工厂内所有机床的当前工作状态并完成所有机床的信息统计计算功能，最终将机床的使用效率统计和机床的加工效率统计结果以报表形式提供给相应的生产管理人员。同时监测系统配置有短信提醒功能及语音报警功能，当某台机床故障时，监测系统可以及时准确地将故障机床的位置及代号发送给相应的机床维护人员并提醒现场值班人员，从而减少机床由于故障而停止运行的时间。
实施例2
如图4所示，作为一个简单的监测系统，本实施例仅包括一个智能接口设备，即智能接口设备1，由于只有一个智能接口设备，所以不需要实施例1中的以太网交换机，智能接口设备1通过以太网直接连接监控主机。
Claims (8)
1.一种数控机床监测系统，其特征在于，该系统包括：后台监控主机、智能接口设备与智能采集装置；后台监控主机通过以太网连接至少一个智能接口设备，每个智能接口设备均设有一个用于连接后台监控主机的以太网接口与一个连接485通讯总线的通讯接口，所述485通讯总线上连接有至少一个智能采集装置，每个智能采集装置均设有一个与所述485通讯总线连接的串行接口，以及用于对应连接机床状态开关的至少一组开关量输入端口，各组开关量输入端口与各机床分别对应，每组开关量输入端口与对应机床的各个状态开关一一对应、每个开关量输入端口通过对应采样电路输入采样连接机床的状态开关。
2.根据权利要求1所述的一种数控机床监测系统，其特征在于，所述后台监控主机与所述智能接口设备的以太网接口之间还设有以太网交换机。
3.根据权利要求1所述的一种数控机床监测系统，其特征在于，所述智能采集装置安装在一台机床上。
4.根据权利要求1所述的一种数控机床监测系统，其特征在于，所述采样电路分为有源采集电路与无源采集电路，分别对应有源状态开关与无源状态开关；所述有源状态开关接设在机床上的电源触点之间。
5.根据权利要求4所述的一种数控机床监测系统，其特征在于，所述有源采集电路包括隔离光耦，隔离光耦的输入端与所述有源状态开关串联，隔离光耦的输出端与一个继电器的线圈串联后接设在工作母线上；所述继电器的一个触点连接智能采集装置的电源端，另一个触点连接智能采集装置的对应的所述开关量输入端口。
6.根据权利要求5所述的一种数控机床监测系统，其特征在于，所述隔离光耦的输出端与一个继电器的线圈串联后，通过空气开关连接所述工作母线。
7.根据权利要求4所述的一种数控机床监测系统，其特征在于，所述无源采集电路包括一个继电器，该继电器的线圈与无源状态开关串联后接设在工作母线上；所述继电器的一个触点连接智能采集装置的电源端，另一个触点连接智能采集装置的对应的所述开关量输入端口。
8.根据权利要求7所述的一种数控机床监测系统，其特征在于，所述继电器的线圈与无源状态开关串联后，通过空气开关连接所述工作母线。
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