RU151945U1

RU151945U1 - MACHINE TERMINAL

Info

Publication number: RU151945U1
Application number: RU2014131575/08U
Authority: RU
Inventors: Сергей Александрович Чуранов; Иван Александрович Рубцов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Инновационный центр "Станкосервис"
Priority date: 2014-07-30
Filing date: 2014-07-30
Publication date: 2015-04-20

Abstract

Станочный терминал выполнен в виде корпуса, внутри которого расположен процессор, внутренняя память, контроллер, который обеспечивает обновление памяти, модуль Wi-Fi, на передней панели корпуса терминала расположен разъем для подключения съемной карты памяти большой емкости, дисплей, клавиатура, разъем для соединительных кабелей с устройством управления станком, узел сетевого интерфейса ETHERNET, станочные интерфейсы, которые необходимы для подключения к станочному оборудованию с различными системами управления, дискретные оптоизолированные каналы ввода-вывода, GSM канал связи.The machine terminal is made in the form of a case, inside which there is a processor, internal memory, a controller that provides updating the memory, a Wi-Fi module, on the front panel of the terminal case there is a connector for a removable high-capacity memory card, a display, a keyboard, a connector for connecting cables with machine control device, ETHERNET network interface node, machine interfaces that are necessary for connecting to machine equipment with various control systems, discrete opto-isolated s input-output channels, GSM communication channel.

Description

Полезная модель относится к устройству, специально разработанному для технологического оборудования, в частности, к области станкостроения и может применяться в системах ЧПУ (числовое программное управление).The invention relates to a device specially designed for technological equipment, in particular, to the field of machine tool construction and can be used in CNC systems (numerical control).

Оборудование с ЧПУ может быть представлено: станочным парком, например, станками (станки, оборудованные числовым программным управлением, называются станками с ЧПУ): для обработки металлов (например, фрезерные или токарные), дерева, пластмасс, для резки листовых заготовок, для обработки давлением и т.д., приводами асинхронных электродвигателей, использующих векторное управление; характерной системой управления современными промышленными роботами.CNC equipment can be represented by: a machine park, for example, machines (machines equipped with numerical control are called CNC machines): for processing metals (for example, milling or turning), wood, plastics, for cutting sheet blanks, for pressure processing etc., drives of induction motors using vector control; characteristic control system of modern industrial robots.

Станочный терминал является интерфейсным устройством для обмена информацией между технологическим оборудованием с различными системами управления и современными информационными системами.The machine terminal is an interface device for the exchange of information between technological equipment with various control systems and modern information systems.

Из уровня техники известно устройство ввода или вывода управляющих программ для обработки деталей в станках с ЧПУ, УВВ51, описанное в патенте на полезную модель №33244, опубл. 10.10.2003 кл. G06F 13/12, включающее интерфейсную часть фотосчитывающего устройства, соединительный кабель с устройством ЧПУ, при этом оно дополнительно содержит однокристальный микроконтроллер, узел оптронной развязки, соединительный кабель с персональным компьютером и снабжено перемычкой для выбора режима работы. Недостатками известного устройства является отсутствие дискретных оптоизолированных каналов ввода-вывода, что не позволяет подключать любое оборудование, как станки с ЧПУ, так и станки без ЧПУ, любое технологическое оборудование - насосы, печи, двигатели, кондиционеры, вентиляторы любых производителей, т.е. отсутствует возможность проводить мониторинг всего оборудования на предприятии, а также отсутствие встроенной памяти.The prior art device input or output control programs for processing parts in CNC machines, UVV51, described in the patent for utility model No. 33444, publ. 10/10/2003 class G06F 13/12, which includes the interface part of the photo-reading device, a connecting cable with an CNC device, while it additionally contains a single-chip microcontroller, an optocoupler isolation unit, a connecting cable with a personal computer and is equipped with a jumper to select an operating mode. The disadvantages of the known device is the lack of discrete optically isolated input-output channels, which does not allow connecting any equipment, both CNC machines and non-CNC machines, any technological equipment - pumps, furnaces, motors, air conditioners, fans of any manufacturers, i.e. there is no possibility to monitor all the equipment in the enterprise, as well as the lack of internal memory.

Известно устройство для контроля станков, описанное в патенте на изобретение US 20100154051 A1, опубл. 17.06.2010, кл. G06F 12/10, включающее процессорную часть, интерфейсную часть, цветной графический дисплей, клавиатуру, соединительные кабели с устройством управления станком, сетевой интерфейс ETHERNET, станочные интерфейсы, сменный носитель информации в виде съемной карты памяти большой емкости, при этом, станочный терминал является одновременно интерфейсом между современными информационными системами и системой управления станком, содержит устройства, обеспечивающие обмен данными через GSM каналы связи. Недостатками известного устройства является отсутствие дискретных оптоизолированных каналов ввода-вывода, что не позволяет подключать любое оборудование, как станки с ЧПУ, так и станки без ЧПУ, любое технологическое оборудование - насосы, печи, двигатели, кондиционеры, вентиляторы любых производителей, т.е. отсутствует возможность проводить мониторинг всего оборудования на предприятии.A device for monitoring machine tools is described in the patent for invention US 20100154051 A1, publ. 06/17/2010, class G06F 12/10, including a processor part, an interface part, a color graphic display, a keyboard, connecting cables with a machine control device, an ETHERNET network interface, machine interfaces, a removable storage medium in the form of a removable memory card of large capacity, while the machine terminal is simultaneously the interface between modern information systems and the machine control system, contains devices that provide data exchange via GSM communication channels. The disadvantages of the known device is the lack of discrete optically isolated input-output channels, which does not allow connecting any equipment, both CNC machines and non-CNC machines, any technological equipment - pumps, furnaces, motors, air conditioners, fans of any manufacturers, i.e. there is no possibility to monitor all equipment at the enterprise.

Известен станочный терминал, описанный в патенте на полезную модель CN 203084510 U, опубл. 24.07.2013 кл. G05B 19/414, включающий процессорную часть, интерфейсную часть, цветной графический дисплей, клавиатуру, соединительные кабели с устройством управления станком, сетевой интерфейс ETHERNET, станочные интерфейсы, при этом, станочный терминал является одновременно интерфейсом между современными информационными системами и системой управления станком, содержит устройства, обеспечивающие обмен данными через GSM каналы связи. Недостатками известного устройства является отсутствие дискретных оптоизолированных каналов ввода-вывода, что не позволяет подключать любое оборудование, как станки с ЧПУ, так и станки без ЧПУ, любое технологическое оборудование - насосы, печи, двигатели, кондиционеры, вентиляторы любых производителей, т.е. отсутствует возможность проводить мониторинг всего оборудования на предприятии.Known machine terminal described in the patent for utility model CN 203084510 U, publ. 07.24.2013 cells G05B 19/414, comprising a processor part, an interface part, a color graphic display, a keyboard, connecting cables with a machine control device, an ETHERNET network interface, machine interfaces, while a machine terminal is also an interface between modern information systems and a machine control system, contains devices providing data exchange via GSM communication channels. The disadvantages of the known device is the lack of discrete optically isolated input-output channels, which does not allow connecting any equipment, both CNC machines and non-CNC machines, any technological equipment - pumps, furnaces, motors, air conditioners, fans of any manufacturers, i.e. there is no possibility to monitor all equipment at the enterprise.

Известен станочный терминал, описанный в патенте на изобретение CN 102880115 A, опубл. 16.01.2013, кл. G05B 19/406, включающий процессорную часть, интерфейсную часть, цветной графический дисплей, клавиатуру, соединительные кабели с устройством управления станком, сетевой интерфейс ETHERNET, станочные интерфейсы, при этом, станочный терминал является одновременно интерфейсом между современными информационными системами и системой управления станком, содержит устройства, обеспечивающие обмен данными через GSM каналы связи. Недостатками известного устройства является отсутствие дискретных оптоизолированных каналов ввода-вывода, что не позволяет подключать любое оборудование, как станки с ЧПУ, так и станки без ЧПУ, любое технологическое оборудование - насосы, печи, двигатели, кондиционеры, вентиляторы любых производителей, т.е. отсутствует возможность проводить мониторинг всего оборудования на предприятии.Known machine terminal described in the patent for invention CN 102880115 A, publ. 01/16/2013, class G05B 19/406, including a processor part, an interface part, a color graphic display, a keyboard, connecting cables with a machine control device, an ETHERNET network interface, machine interfaces, while the machine terminal is also an interface between modern information systems and a machine control system, contains devices providing data exchange via GSM communication channels. The disadvantages of the known device is the lack of discrete optically isolated input-output channels, which does not allow connecting any equipment, both CNC machines and non-CNC machines, any technological equipment - pumps, furnaces, motors, air conditioners, fans of any manufacturers, i.e. there is no possibility to monitor all equipment at the enterprise.

Наиболее близким является программно-аппаратный комплекс для управления технологическим оборудованием с ЧПУ, описанный в патенте на полезную модель RU 126855 U1, опубл. 10.04.2013, кл. G05B 19/00, содержащий коммутационно-соединенные панель оператора системы управления, станочную панель системы управления, промышленный компьютер с установленным ядром системы управления, по меньшей мере, один мобильный компьютер с установленной виртуальной панелью, персональный компьютер с установленной виртуальной панелью, сетевой маршрутизатор, при этом ядро системы управления выполнено с модулем синхронизации, а станочная панель подключена напрямую к промышленному компьютеру с возможностью обработки и передачи данных на модуль синхронизации, кроме того, мобильный и персональный компьютеры подключены к промышленному компьютеру системы управления. Недостатками известного устройства является отсутствие дискретных оптоизолированных каналов ввода-вывода, что не позволяет подключать любое оборудование, как станки с ЧПУ, так и станки без ЧПУ, любое технологическое оборудование - насосы, печи, двигатели, кондиционеры, вентиляторы любых производителей, т.е. отсутствует возможность проводить мониторинг всего оборудования на предприятии, а также отсутствие встроенной памяти.The closest is the hardware-software complex for controlling technological equipment with CNC, described in the patent for utility model RU 126855 U1, publ. 04/10/2013, class G05B 19/00, comprising switching-connected operator control panel, machine control panel, industrial computer with installed control core, at least one mobile computer with a virtual panel installed, a personal computer with a virtual panel installed, a network router, The core of the control system is made with a synchronization module, and the machine panel is connected directly to an industrial computer with the ability to process and transmit data to the syn ronizatsii addition, mobile and personal computers are connected to an industrial computer control system. The disadvantages of the known device is the lack of discrete optically isolated input-output channels, which does not allow connecting any equipment, both CNC machines and non-CNC machines, any technological equipment - pumps, furnaces, motors, air conditioners, fans of any manufacturers, i.e. there is no possibility to monitor all the equipment in the enterprise, as well as the lack of internal memory.

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в устранении вышеперечисленных недостатков.The task, which is aimed by the claimed technical solution, is to eliminate the above disadvantages.

Технический результат - расширение функциональных возможностей устройства за счет использования карты памяти большой емкости, в результате чего осуществляется повышение надежности хранения данных.The technical result is the expansion of the functionality of the device through the use of a large capacity memory card, resulting in an increase in the reliability of data storage.

Станочный терминал выполнен с возможностью осуществлять передачу и прием данных мониторинга состояний станков, технологические управляющие программы для станов с ЧПУ, технические и технологические параметры оборудования. Обмен информацией между заявленным терминалом и станочным оборудованием может осуществляться посредством станочных интерфейсов и дискретных каналов ввода-вывода, между терминалом и информационной системой - по сети ETHERNET, вся информация при этом накапливается на карте памяти терминала большого объема и может быть передана по запросу станка или информационной системы.The machine terminal is capable of transmitting and receiving machine state monitoring data, technological control programs for CNC mills, and technical and technological parameters of equipment. Information exchange between the declared terminal and machine equipment can be carried out through machine interfaces and discrete input-output channels, between the terminal and the information system via ETHERNET, all information is accumulated on the memory card of a large terminal and can be transmitted at the request of the machine or information system.

Станочный терминал выполнен в виде корпуса, внутри которого расположен процессор, внутренняя память, контроллер, который обеспечивает обновление памяти, модуль Wi-Fi, на передней панели корпуса терминала расположен разъем для подключения съемной карты памяти большой емкости, дисплей, клавиатура, разъем для соединительных кабелей с устройством управления станком, узел сетевого интерфейса ETHERNET, станочные интерфейсы, такие как, например RS232, ИРПС, ИРПР, USB, которые необходимы для подключения к станочному оборудованию с различными системами управления, дискретные оптоизолированные каналы ввода-вывода, GSM канал связи.The machine terminal is made in the form of a case, inside which there is a processor, internal memory, a controller that provides updating the memory, a Wi-Fi module, on the front panel of the terminal case there is a connector for a removable high-capacity memory card, a display, a keyboard, a connector for connecting cables with a machine control device, an ETHERNET network interface node, machine interfaces, such as, for example, RS232, IRPS, IRPR, USB, which are necessary for connecting to machine equipment with various control systems control, discrete opto-isolated input-output channels, GSM communication channel.

В качестве съемной карты памяти большой емкости в станочном терминале могут использоваться стандартные USB флеш-накопители или SD-карты и ММС-карты памяти, возможна установка карт памяти стандартов miniSD и microSD через соответствующие переходники. Съемная карта памяти большой емкости необходима для записи на нее копии технологической информация, которая также записывается и на внутреннюю память терминала, при этом если связь с сервером по сети Ethernet или Wi-Fi будет потеряна, то информация потеряна не будет, а будет записана на карту памяти и после восстановления связи передана на сервер.As a removable high-capacity memory card in the machine terminal, standard USB flash drives or SD cards and MMS memory cards can be used, miniSD and microSD memory cards can be installed through appropriate adapters. A removable memory card with a large capacity is necessary for recording a copy of technological information on it, which is also recorded on the internal memory of the terminal, and if communication with the server via Ethernet or Wi-Fi is lost, the information will not be lost, but will be written to the card memory and after reconnecting transferred to the server.

Дискретные оптоизолированные каналы ввода-вывода, в заявленном терминале позволяют подключать любое оборудование, как станки с ЧПУ, так и станки без ЧПУ, а именно любое технологическое оборудование - насосы, печи, двигатели, кондиционеры, вентиляторы от любых производителей. Таким образом, в единую сеть предприятия можно свести и проводить мониторинг всего оборудования.Discrete opto-isolated input-output channels in the claimed terminal allow you to connect any equipment, such as CNC machines or non-CNC machines, namely any technological equipment - pumps, furnaces, engines, air conditioners, fans from any manufacturers. Thus, it is possible to bring and monitor all equipment into a single network of the enterprise.

Сущность полезной модели иллюстрируется ссылкой на сопроводительный чертеж, на котором изображен:The essence of the utility model is illustrated by reference to the accompanying drawing, which shows:

фиг. 1 изображает структурную схему станочного терминала.FIG. 1 is a block diagram of a machine terminal.

Терминал выполнен с возможностью сбора и накопления на карте памяти большой емкости данных мониторинга состояний станочного оборудования, передачу по локальной сети ETHERNET накопленной информации о работе станочного оборудования, прием и передачу управляющих программ обработки деталей и другой технологической информации по сети ETHERNET, ввод в станок с программным управлением, вывод из станка с программным управлением и хранение управляющих программ обработки деталей.The terminal is capable of collecting and accumulating on a large capacity memory card data for monitoring the status of machine tools, transmitting accumulated information on the operation of machine tools over the local ETHERNET network, receiving and transmitting control programs for processing parts and other technological information over the ETHERNET network, and entering them into the machine with software control, output from the machine with program control and storage of control programs for processing parts.

Пример практического осуществления полезной модели.An example of the practical implementation of the utility model.

Терминал устанавливают на станке с ЧПУ и подключают к локальной сети ETHERNET. С помощью кабеля станочный терминал соединяют со станочным разъемом, посредством которого осуществляется ввод технологических программ в станок. Еще одним кабелем оптоизолированные входы терминала подключают к определенным сигналам станка, отражающим его состояния (станок включен, гидравлика включена, работа по программе и т.д.). После подачи питающего напряжения терминал автоматически начинает сбор, накопление информации Ό работе станка, эту же информацию терминал может также при необходимости передавать в локальную сеть. Загрузку и выгрузку технологических программ осуществляет оператор станка посредством терминала в диалоговом режиме.The terminal is installed on a CNC machine and connected to the local ETHERNET network. Using a cable, the machine terminal is connected to the machine connector, through which technological programs are entered into the machine. With another cable, the opto-isolated inputs of the terminal are connected to certain signals of the machine, reflecting its status (the machine is turned on, the hydraulics are turned on, program work, etc.) After supplying the supply voltage, the terminal automatically starts collecting, accumulating information Ό the operation of the machine, the terminal can also transmit the same information to the local network if necessary. Loading and unloading of technological programs is carried out by the machine operator through the terminal in the dialogue mode.

Кроме того, терминал выполнен с возможностью осуществлять обмен данными и через мобильные каналы связи Wi-Fi, GSM.In addition, the terminal is configured to exchange data via mobile communication channels Wi-Fi, GSM.

Универсальность станочного терминала позволяет подключить его для передачи технологических управляющих программ (УП) к системам ЧПУ различных моделей и годов выпуска. Связь терминала с системой ЧПУ осуществляется через интерфейсы ИРПР (параллельный режим ввода-вывода), ИРПС (токовая петля 20 мА) или RS-232. Параметры интерфейсов задаются пользователем и хранятся в памяти терминала.The universality of the machine terminal allows you to connect it to transfer technological control programs (UP) to CNC systems of various models and years of production. The terminal communicates with the CNC system through the IRPR interfaces (parallel input-output mode), IRPS (20 mA current loop) or RS-232. Interface parameters are set by the user and stored in the terminal memory.

Для учета времени работы станка определяется ряд его состояний, исходя из задач мониторинга на конкретном предприятии и типа оборудования.To account for the operating time of the machine, a number of its states is determined based on the monitoring tasks at a particular enterprise and the type of equipment.

Станок может быть включен (на него подано питание) или выключен. Если станок включен, то он, либо изготавливает продукцию (работает по программе), либо простаивает. Простой станка может иметь различные причины: выполнение вспомогательных операций при обработки детали (установка детали, привязка нулевой точки и т.д.); наладка и переналадка станка; выполнение на станке плановых ремонтных работ (ППР); неисправность станка по электронике, электрике, механике; отсутствие, неисправность или корректировка программы обработки детали; поломка или замена инструмента; отсутствие заготовок; внеплановый простой по вине цехового персонала.The machine can be turned on (power is supplied to it) or turned off. If the machine is turned on, then it either produces products (works according to the program) or is idle. A machine downtime can have various reasons: performing auxiliary operations during part processing (setting a part, zero point binding, etc.); adjustment and readjustment of the machine; performance on the machine of scheduled repair work (PPR); malfunction of the machine in electronics, electrics, mechanics; absence, malfunction or adjustment of the part program; tool breakage or replacement; lack of blanks; unscheduled downtime through the fault of the shop personnel.

Контроль всех указанных состояний осуществляют при помощи предлагаемого терминала, используя для этого автоматический сбор информации и ее сохранение, как во внутренней памяти станка, так и на карте памяти большого объема. Все принимаемые терминалом данные по мониторингу записываются в его внутреннюю память и далее при необходимости передачи этой информации на сервер для осуществления контроля работы станка в реальном времени. Параллельно полученная информация записывается на карту памяти терминала. Это позволяет вести мониторинг работы станка при отключенной программе мониторинга и даже при отключении сети. При возобновлении работы по сети терминал передает программе мониторинга всю накопленную информацию и контроль в реальном времени продолжается.Monitoring of all these conditions is carried out using the proposed terminal, using automatic collection of information and its storage, both in the internal memory of the machine and on a large memory card. All monitoring data received by the terminal is recorded in its internal memory, and then, if necessary, the transfer of this information to the server to monitor the operation of the machine in real time. In parallel, the received information is recorded on the terminal's memory card. This allows you to monitor the operation of the machine when the monitoring program is disabled and even when the network is disconnected. When resuming work over the network, the terminal transfers to the monitoring program all the accumulated information and real-time monitoring continues.

Терминал может быть использован в различных системах управления производством как устройство, предоставляющее реальную информацию о работе станка как в локальном, так и в сетевом режимах.The terminal can be used in various production control systems as a device that provides real information about the operation of the machine in both local and network modes.

Благодаря информации полученной о работе оборудования на предприятии могут быть решены следующие важные задачи:Thanks to the information received about the operation of equipment at the enterprise, the following important tasks can be solved:

определение производительности оборудования благодаря объективному учету данных;determination of equipment performance due to objective data accounting;

оптимизация производства на основе реальных данных, собранных из систем управления технологическим оборудованием;optimization of production based on real data collected from process equipment control systems;

принятие объективных решений по перевооружению производства.making objective decisions on the re-equipment of production.

Станочный терминал ориентирован в первую очередь на промышленное применение, обеспечивая повышенную надежность эксплуатации и хранения информации.The machine terminal is focused primarily on industrial applications, providing increased reliability of operation and storage of information.

В результате использования заявленного устройства повышается надежность хранения данных.As a result of using the claimed device, the reliability of data storage is increased.

Claims

The machine terminal is made in the form of a case, inside which there is a processor, internal memory, a controller that provides updating the memory, a Wi-Fi module, on the front panel of the terminal case there is a connector for a removable high-capacity memory card, a display, a keyboard, a connector for connecting cables with machine control device, ETHERNET network interface node, machine interfaces that are necessary for connecting to machine equipment with various control systems, discrete opto-isolated s input-output channels, GSM communication channel.