韓鴻鸞，王建緒，畢美晨

威海職業(yè)學院 山東威海 264210

1 序言

設備云是運用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)，并通過統(tǒng)計分析等智能化手段提高加工效率、產(chǎn)品質(zhì)量和設備健康狀況，從而提升車間智能化程度的網(wǎng)絡管理技術(shù)，其典型結(jié)構(gòu)如圖1所示。利用設備云，通過計劃工單智能化、工作流程系統(tǒng)化、核算成本自動化、維護事件可追溯以及操作維護可交互，可實現(xiàn)管理部門無縫銜接，集成工程項目設計，提升整體制造工程效率，統(tǒng)一制造工程數(shù)據(jù)管理，提升制造質(zhì)量[1]。

圖1 設備云的結(jié)構(gòu)

隨著車間數(shù)字化的進一步發(fā)展，設備云可實現(xiàn)規(guī)劃、生產(chǎn)和運營的全流程數(shù)字化管理；建立生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)，可充分采集制造進度、現(xiàn)場操作、質(zhì)量檢驗和設備狀態(tài)等生產(chǎn)現(xiàn)場信息；實現(xiàn)車間制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），完成計劃、排產(chǎn)、生產(chǎn)及檢驗的全過程閉環(huán)管理，并與企業(yè)資源計劃管理系統(tǒng)（ERP）集成；建立車間級的工業(yè)通信網(wǎng)絡，系統(tǒng)、裝備、零部件以及人員之間的信息互聯(lián)互通和有效集成；實現(xiàn)經(jīng)營、管理和決策的智能優(yōu)化[2-5]。

本文主要介紹了設備云對加工狀態(tài)的監(jiān)控，包括程序、刀具、利用率和故障信息等，還簡單介紹了視頻管理與效率統(tǒng)計分析等。

2 車間狀態(tài)監(jiān)控

車間狀態(tài)監(jiān)控界面如圖2所示，可以管理產(chǎn)線機床的運行狀態(tài)信息。通過平面圖或者列表展示等方式，可實時監(jiān)控機床的當前狀態(tài)信息。也可模擬車間平面圖查看車間機床狀態(tài)（運行、離線、報警或空閑），并通過不同的顏色燈閃爍顯示當前狀態(tài)。另外還能對機床進行查找，通過所屬車間、機床型號、數(shù)控系統(tǒng)型號以及關鍵字等進行機床快速定位搜索。

圖2 車間狀態(tài)監(jiān)控界面

3 加工狀態(tài)監(jiān)控

3.1 機床實時狀態(tài)監(jiān)控

可以通過設備云對正在運行的機床關鍵數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，包括坐標數(shù)據(jù)、剩余進給、負載電流、刀具信息、工件加工件數(shù)統(tǒng)計信息、當前運行的G代碼信息以及面板狀態(tài)信息等，監(jiān)控界面如圖3所示。

圖3 機床實時狀態(tài)監(jiān)控界面

3.2 坐標信息監(jiān)控

坐標信息監(jiān)控界面如圖4所示?？梢员O(jiān)測機床各部件關鍵性參數(shù)信息，包括機床實際坐標、機床指令、工件實際坐標、工件指令、相對實際坐標、相對指令、剩余進給、編程位置、負載電流、工件零點、驅(qū)動單元電流、額定電流、同步誤差、軸補償值、波形頻率和跟蹤誤差等。

圖4 坐標信息監(jiān)控界面

3.3 刀具信息監(jiān)控

刀具信息監(jiān)控主要監(jiān)控當前機床配備的刀具情況，包括刀號、刀具類型和幾何參數(shù)等，監(jiān)控界面如圖5所示。

圖5 刀具信息監(jiān)控界面

3.4 程序信息監(jiān)控

程序信息監(jiān)控主要是監(jiān)測當前機床運行的G代碼信息，包括G代碼的名稱、整個程序的行數(shù)統(tǒng)計、G程序的詳細內(nèi)容、G代碼當前運行的行數(shù)、指令內(nèi)容、當前的模態(tài)信息、運行的時間以及所剩時間等，監(jiān)控界面如圖6所示。

圖6 程序信息監(jiān)控界面

3.5 PLC梯圖監(jiān)控

PLC梯圖監(jiān)控界面如圖7所示，可以實時監(jiān)控機床當前的PLC梯形圖，同時標注了PLC的狀態(tài)，紅色為非聯(lián)通狀態(tài)，綠色為聯(lián)通狀態(tài)。

圖7 PLC梯圖監(jiān)控界面

3.6 寄存器監(jiān)控

寄存器監(jiān)控界面如圖8所示，主要監(jiān)控數(shù)控系統(tǒng)寄存器實時狀態(tài)。

圖8 寄存器監(jiān)控界面

3.7 數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)管理

數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)管理界面如圖9所示，主要對機床狀態(tài)、NC參數(shù)和版本比較等進行管理。

圖9 數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)管理界面

3.8 視頻監(jiān)控

視頻監(jiān)控界面如圖10所示，可通過視頻監(jiān)控查看機床運行狀態(tài)，同時可進行錄制和回放。

圖10 視頻監(jiān)控界面

4 加工效率統(tǒng)計分析

4.1 機床狀態(tài)統(tǒng)計

機床狀態(tài)統(tǒng)計界面如圖11所示，列表包括在某一時間段內(nèi)的機床編碼、機床型號、數(shù)控型號和所屬車間等信息，方便用戶知曉機床工作狀態(tài)。

圖11 機床狀態(tài)統(tǒng)計界面

4.2 機床利用率等的監(jiān)控

設備云可對機床利用率、機床開機率以及機床運行率進行監(jiān)控，以列表形式呈現(xiàn)機床運行時間、工廠日歷時間、機床總利用率等信息。勾選某幾臺機床還可以算出平均利用率。機床運行率監(jiān)控界面如圖12所示。

圖12 機床運行率監(jiān)控界面

4.3 機床加工件數(shù)

機床加工件數(shù)以列表形式呈現(xiàn)，包括機床名稱、機床型號、數(shù)控型號、所屬車間以及加工件數(shù)等信息。監(jiān)控界面與機床狀態(tài)統(tǒng)計界面類似，在搜索框中輸入條件可以進行篩選。

4.4 機床故障信息

機床故障信息監(jiān)控界面如圖13所示，包括機床型號、平均修理時間、平均故障間隔期以及上次、下次維保時間等信息。

圖13 機床故障信息監(jiān)控界面

4.5 程序管理

程序管理通過對程序仿真數(shù)據(jù)、工件加工時電流波形數(shù)據(jù)以及聲音振動數(shù)據(jù)的分析，判斷工件G代碼的優(yōu)劣，并定位可優(yōu)化的G代碼的行號，界面如圖14所示。

圖14 程序管理界面

5 結(jié)束語

設備云不僅能服務于零件加工，而且可提供管家式服務，只要點擊終端，就可對加工全流程進行監(jiān)控。可實現(xiàn)產(chǎn)品并行設計，縮短研發(fā)周期，降低成本；進一步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游信息的共享，支撐企業(yè)間的網(wǎng)絡化協(xié)同發(fā)展；形成具有行業(yè)特色的知識庫，促進資源共享。