专利名称：一种加工质量数据动态采集与控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及于生产制造企业的加工质量动态跟踪领域，特别涉及一种加 工质量数据动态采集与控制装置。本发明针对现代网络化化制造的趋势，通 过对现代制造模式下企业间加工过程中产生的动态、时变、复杂的质量信息 的处理，达到对加工质量信息的动态、实时、在线跟踪与控制。
背景技术：
在现代制造模式下，由于企业间的运作环境具有很大的不确定性，如市 场需求的不确定性、制造资源的时间和空间的分布不确定性等，企业环境不 再是一成不变的固定模式，质量控制与管理作为企业经营过程的重要组成部 分，贯穿于产品生命周期的全过程，范围也从企业内部扩展到不同企业之间， 面对先进的制造模式，质量信息表现为动态、时变、复杂，因此，质量数据 的采集与控制体现出敏捷化、网络化、集成化和智能化的特征，在网络化制 造模式下，产品制造加工质量控制具体存在以下问题
网络化制造模式下的多企业由于发展战略和适应市场需求变化的需要， 需要动态地更替与变换协作企业，随着产品质量管理业务流程的变化，企业间 中各个组成成员有各自的信息管理系统，标准可能不一致，使得各组织间的 信息交流只停留在一般数据处理的简单层次，生产信息不能及时反馈给其他 部门，造成信息不透明、如在跨地域、跨部门下质量信息的传递和共享，这样可能造成事后检测，造成生产过程、工艺过程不稳定，对质量的控制也很 难形成数字化，从而使得质量控制跟踪难以保证。
发明内容
本发明目的在于提供一种加工质量数据动态采集与控制装置，能够为解 决产品加工过程中质量跟踪和控制领域的复杂性、动态性、协作性问题，为 保证产品质量提供依据，适应网络化制造中的跨企业的加工质量跟踪控制需 求，符合现代化制造的发展趋势。
为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案予以实现 一种加工 质量数据动态采集与控制装置，其特征在于，包括
传感器模块，含有多个传感器，分别采集企业现场加工零件尺寸、工艺 参数和设备状态信息；
多路A/D转换器，分别接收多个传感器采集的模拟信息，并将其分别转 化为数字信息；CPLD模块，产生触发信号启动各路A/D转换器进行编码；
DSP模块，通过CPLD模块实现对现场加工零件尺寸、工艺参数和设备状
态信息的读取、分析和存储；
与DSP模块通过HPI总线连接的ARM模块，实现查询、追踪、更新、存 储、交互加工过程的工艺参数、设备状态信息以及加工质量信息的分析结果。
本发明的进一步改进在于
所述DSP模块包括DSP数据通信模块、DSP数据分析模块、DSP数据存 储模块，所DSP述数据通信模块，通过CPLD模块完成DSP和多路A/D转换器 的控制，实现对现场加工零件尺寸、工艺参数、设备状态信息的读取，所述 DSP数据分析模块，对现场加工零件尺寸、工艺参数、设备状态信息进行分析处理，所述DSP数据存储模块，对采集的现场零件加工质量、工艺参数、设 备状态信息和分析处理结果的存储。
所述ARM模块包括ARM数据通信模块、ARM数据分析模块、A腿数据存 储模块；所述ARM数据分析模块，实时查询、追踪、更新加工过程的工艺参 数、设备状态信息以及加工质量信息的监控、分析结果；所述ARM数据通信 模块，具有人机交互接口、现场总线接口、 TCP/IP接口；所述ARM数据存储 模块，存储加工过程的工艺参数、设备状态信息以及加工质量信息的监控、 分析结果。
本发明采用ARM+DSP+A/D+传感器实现多路现场加工质量数据的采集、存 储和实时处理与分析；通过HPI接口将DSP和ARM进行无缝连接，达到异地 加工质量信息处理和采集命令的有效实施以及采集与处理功能的实时特性， 达到动态采集、分析、存储加工质量数据，解决产品整个加工过程中工序加 工的零部件的尺寸信息现场动态实时检测采集、存储、预测、分析、传输问 题。
本发明面向现代企业的产品加工过程，对加工质量信息的统一表达和表 示、传递，提供一种基于网络的分布式的加工质量信息传递和共享模块，以 实现动态网络化加工质量信息传递和共享，解决企业之间各种加工要素和各 个加工环节的加工质量信息的传递的畅通和实时问题。
图1是一种加工质量动态跟踪控制装置结构示意图； 图2是一种加工质量动态跟踪控制装置应用流程图。
具体实施方式
为了更清楚的理解本发明，以下结合附图，依据本发明技术方案给出的 具体实施方法，对本发明作进一步的详细描述。
参照图1，加工质量数据动态采集与控制装置，主要包括传感器模块， 含有多个传感器，分别采集企业现场零部件尺寸、工艺参数、设备状态信息; 多路A/D转换器，分别接收多个传感器的采集的模拟信息，并将其分别转化 为数字信息；CPLD模块，产生触发信号启动各路A/D转换器进行编码；DSP 模块，实现对现场加工零件尺寸、工艺参数、设备状态信息的读取、分析和 存储；与DSP模块通过HPI总线连接的ARM模块，实现査询、追踪、更新、 存储、交互加工过程的工艺参数、设备状态信息以及加工质量信息的分析结 果。
DSP模块含有DSP数据通信模块、DSP数据分析模块、DSP数据存储模块； 其中DSP数据通信模块，通过CPLD模块，完成DSP和多路A/D转换器的控制， 实现对现场加工零件尺寸、工艺参数、设备状态信息的读取；DSP数据分析模 块，对现场加工零件尺寸、工艺参数、设备状态信息行分析处理；DSP数据存 储模块，对采集的现场加工零件尺寸、工艺参数、设备状态信息等信息数据 和分析处理结果的存储。
ARM模块含有ARM数据通信模块、ARM数据分析模块、ARM数据存储模块； 其中，ARM数据分析模块，实时查询、追踪、更新加工过程的工艺参数、设备 状态信息以及零件加工质量信息的监控、分析结果；ARM数据通信模块，具有 人机交互接口、现场总线接口、 TCP/IP接口； ARM数据存储模块，存储加工 过程的工艺参数、设备状态信息以及加工质量信息的监控、分析结果。
参照图2，对本发明的的应用流程进行说明。本发明的的应用流程包括三个模块，分别为
在企业加工现场模块l，对于生产现场4，传感器可以是压力传感器、位 移传感器、温度传感器等，并通过传感器来采集影响产品质量的生产现场状 态和参数，例如:产品的长度、机床的跳动、振动、压力、尺寸、温度等。
在跨企业现场实时管理与控制的嵌入式质量数据采集与分析模块2中，首 先通过传感器模块，采集企业现场零部件尺寸精度、工艺参数、设备状态信 息；通过多路A/D转换器，分别接收多个传感器的采集的模拟信息，并将其 分别转化为数字信息；利用CPLD模块，产生触发信号启动各路A/D转换器进 行编码。
DSP数据通信模块，通过CPLD模块，完成DSP和多路A/D转换器的控制， 实现对现场零部件尺寸精度、工艺参数、设备状态信息的读取；DSP数据分析 模块，采用SPC、均值极差图或者休哈特控制图等质量控制方法进行实时质量 控制，监控工序异常和预警控制，防止不合格品；对产品零部件加工质量信 息进一步分析预测，降低检测成本和对产品的早期预测，得出各种质量统计 数据与分析结果，为质量控制决策提供依据；DSP数据存储模块，主要完成对 采集的现场工艺参数、设备状态信息等信息数据和分析处理结果的存储，利 用质量分析处理信息储存扩充区作为现场质量信息处理数据的储存单元。
对于质量分析处理信息储存扩充区的现场工艺参数、设备状态信息、等 监控、统计、分类、预湖U、分析的结果信息，存入HPI相应的数据区，DSP通 过HPI总线的控制寄存器向ARM端发送中断，当ARM数据通信模块捕获到中 断后，利用操作系统的同步机制、利用系统线程同步和分发机制激活相应的 读写例程完成实际的质量信息数据传输工作。与DSP模块通过HPI总线连接的ARM模块，其中，ARM数据分析模块，实 时查询、追踪、更新加工过程的工艺参数、设备状态信息以及质量信息的监 控、分析结果；A歴数据通信模块，具有人机交互接口、现场总线接口、 TCP/IP 接口，操作人员不但能实时配置系统处理功能，而且可实时显示现场工艺参 数、设备状态信息等信息的监控、统计、分类、预测、分析的结果；ARM数据 存储模块，存储加工过程的工艺参数、设备状态信息以及加工质量信息的监 控、分析结果，利用质量分析处理信息储存扩充区作为现场质量信息处理数 据的储存单元，建立产品加工质量信息数据库。
在基于网络化加工过程质量信息传递和共享模块3中，跨企业加工过程 的加工质量信息传递和共享模块的加工质量数据表示模块，对于DSP和ARM 处理以后保存在储存扩充区的企业现场零部件尺寸精度、工艺参数、设备状 态信息和处理结果信息，先建立产品零部件质量信息结果数据源与表示数据 的映射方法和规则，进行分析、过滤、综合等操作，消除可能存在的信息冲 突等问题，构造产品零部件加工质量信息统一的信息描述规范，根据用户的 需求利用相应的规范进行多样性的表达，完成统一的定义和表达，并作为全 局信息源。
权利要求
1、一种加工质量数据动态采集与控制装置，其特征在于，包括传感器模块，含有多个传感器，分别采集企业现场零部件尺寸、工艺参数和设备状态信息；多路A/D转换器，分别接收多个传感器的采集的模拟信息，并将其分别转化为数字信息；CPLD模块，产生触发信号启动各路A/D转换器进行编码；DSP模块，通过CPLD模块实现对现场加工零件尺寸、工艺参数和设备状态信息的读取、分析和存储；与DSP模块通过HPI总线连接的ARM模块，实现查询、追踪、更新、存储、交互加工过程的工艺参数、设备状态信息以及加工质量信息的分析结果。
2、根据权利要求1所述的一种加工质量数据动态采集与控制装置，其特 征在于，所述DSP模块包括DSP数据通信模块、DSP数据分析模块、DSP数 据存储模块，所述DSP数据通信模块，通过CPLD模块完成DSP和多路A/D转 换器的控制，实现对现场零件加工尺寸、工艺参数和设备状态信息的读取， 所述DSP数据分析模块，对现场零件加工尺寸、工艺参数和设备状态信息进 行分析处理；所DSP述数据存储模块，对采集的现场零件加工尺寸、工艺参 数、设备状态信息和分析处理结果的存储。
3、根据权利要求1所述的一种加工质量数据动态采集与控制装置，其特 征在于，所述ARM模块包括ARM数据通信模块、ARM数据分析模块、ARM数 据存储模块；所述ARM数据分析模块，实时查询、追踪、更新加工过程的工 艺参数、设备状态信息以及加工质量信息的监控、分析结果；所述ARM数据通信模块，具有人机交互接口、现场总线接口、 TCP/IP接口；所述ARM数据 存储模块，存储加工过程的工艺参数、设备状态信息以及加工质量信息的监 控、分析结果。
全文摘要
本发明涉及于生产制造企业的加工质量动态跟踪领域，公开了一种加工质量数据动态采集与控制装置，它包括传感器模块，含有多个传感器，分别采集企业现场零部件尺寸、工艺参数和设备状态信息；多路A/D转换器，分别接收多个传感器的采集的模拟信息，并将其分别转化为数字信息；CPLD模块，产生触发信号启动各路A/D转换器进行编码；DSP模块，通过CPLD模块实现对现场加工零件尺寸、工艺参数和设备状态信息的读取、分析和存储；与DSP模块通过HPI总线连接的ARM模块，实现查询、追踪、更新、存储、交互加工过程的工艺参数、设备状态信息以及加工质量信息的分析结果。
文档编号G05B19/418GK101464689SQ20091002085
公开日2009年6月24日 申请日期2009年1月9日 优先权日2009年1月9日
发明者江平宇, 要义勇, 赵丽萍 申请人:西安交通大学