专利名称：数控机床刀具的在线管理方法
技术领域：
本发明涉及工业自动化管理，具体涉及数控机床刀具的在线管理方法。
背景技术：
随着数控机床(加工中心)的发展和广泛的应用，数控机床的刀具管理问题日益引起人们的重视。一台加工中心或数控机床在其刀库中通常储存有数十把刀具，此外为了应对加工的不同需求以及刀具磨损和损坏的情况，还要在车间的中央刀具保管库中储存相当数量的备用刀具，如果一个企业有五台以上的加工中心，那么至少有数百把刀具需要管理。一般一个企业都有上千把刀具的管理工作，每年的刀具耗费高达数百万元。
刀具管理包括刀具信息的登记和查找，刀具的配置、装拆、使用等的记录，刀具的选用、使用情况的记录和刀具寿命的预测等等。传统的刀具管理方法主要靠人工登记，存在工作量大、实时性差、在线信息无法记录等问题，导致耗费在刀具管理上的时间太多，严重影响生产效率的提升。国外企业在刀具管理上采用计算机管理及条形码技术，对车间刀库和刀具的收发等信息进行管理，但是仍然没有对刀具安装在加工中心或数控机床的在线信息，特别是刀具的使用状况信息进行管理记录。刀具的在线信息体现了刀具的真实状态，如果没有刀具的在线信息，就无法实现真正的刀具管理。
发明的内容 针对现有数控机床刀具管理方法的上述不足，申请人经过研究改进，提供一种数控机床刀具的在线管理方法，能够减少刀具更换时间，充分利用刀具剩余寿命，节约人力资源，提高生产效率。
本发明的技术方案如下 一种数控机床刀具的在线管理方法，包括以下步骤 (1)组建数控机床刀具在线管理系统，将刀具管理服务器及车间刀库终端接入网络交换机，并将各数控机床通过串口联网设备接入网络交换机，设置数控机床上的RS232接口为开放状态，为每个数控机床设置唯一的IP地址，储存在串口联网设备中，并按数控机床的使用说明设置波特率和其它必要的参数； (2)在刀具管理服务器上建立数据库，记录机床和刀具基础数据信息，以及刀具的状态、使用、配置信息； (3)在车间刀库终端上开发相应的功能模块界面，用于向刀具管理服务器上的数据库输入信息并进行查询； (4)在数控机床上根据所采用的数控系统的编程规则编制子程序，存入数控机床内部的固定程序存放区，根据刀具的装卸信息更改该子程序的内容，或将记录刀具的切削开始和结束时间的子程序嵌入到数控加工程序中，当以数控加工的方式分别运行上述子程序时，所有刀具的信息立刻传输到刀具管理服务器中；如果需要查询刀具的信息，则按照该数控机床传输程序的形式发送查询指令； (5)刀具管理服务器不间断地对每台数控机床的连接状态进行扫描，当检测到某一数控机床的串口联网设备连通时，刀具管理服务器对该数控机床串口输出的程序数据进行读取； (6)刀具管理服务器根据所读取的程序数据进行处理，对数据库进行改写或查询，并将查询到的信息送至相应的数控机床。
所述串口联网设备的电源与对应数控机床内部的电源相连接，当所述数控机床开机时，所述串口联网设备自动通电开始工作。
所述步骤(2)中在刀具管理服务器上建立的数据库包括如下五个表 a.机床基础数据 包括如下字段ID、机床名称与型号、机床编号、IP、备注； b.刀具基础数据 包括如下字段ID、名称与型号、长度、直径、剩余寿命、备注； c.刀具状态 包括如下字段ID、当前位置、刀位号、时间、备注； d.刀具使用 包括如下字段ID、机床编号、开始使用时间、结束使用时间、备注； e.刀具配置 包括如下字段ID、X、Y、Z、配置时间、刀柄编号、配置者、备注。
所述步骤(3)中在车间刀库终端上开发的功能模块界面包括 a′.机床基础数据管理，用于记录各台数控机床的名称与型号、机床编号、IP地址、数控系统等信息，并将这些信息存放在“机床基础数据”数据表中；普通用户只可以对进行信息查询，管理员可以对信息进行增加、删减与改动； b′.刀具基础数据管理，用于记录各刀具的名称与型号、长度、直径、剩余寿命等信息，并将这些信息存放在“刀具基础数据”数据表中；普通用户只可以对进行信息查询，管理员可以对信息进行增加、删减与改动； c′.刀具流动记录，用于管理刀具的入账、安装、拆卸、领用、归还等事务，查询每一把刀具当前的存放位置，并将此信息存放在“刀具状态”数据表中； d′.刀具使用情况查询，用于根据“刀具使用”数据表记录的每把刀的每次使用情况，开始使用时间和结束使用时间，用户自由选择时间段，查询刀具的使用情况，并统计该时间段内该刀具总的使用时间，计算出刀具的剩余使用寿命； e′.刀具配置管理，用于查询刀具的配置时间、配置者、以及配置的X、Y、Z三个方向的参数，同时也供用户直接输入配置数值，由数控机床端调用。
所述步骤(5)中刀具管理服务器对数控机床连接状态进行扫描的方法是刀具管理服务器调用串口联网设备的内置函数nsio_open()，打开各数控机床对应的串口联网设备，若该函数的返回值≥0，即返回值为port id号，则说明该串口打开成功，同时也就反映了该串口对应的数控机床处于开机状态，刀具管理服务器随即将该数控机床的连接状态符设为1；反之，若函数的返回值＜0，则说明该串口未打开，该串口对应的数控机床处于关机状态，刀具管理服务器将该数控机床的连接状态符设为0。
所述步骤(5)中刀具管理服务器对数控机床串口数据进行读取时要进行扫描，其方法是刀具管理服务器不停地检测程序中的连接状态符是否为1，一旦检测到为1，则进行读取处理；服务器调用读取函数nsio_read()，该函数返回值为读取到的字符长度，若返回值＞0，说明有数据从数控机床串口上传来；若返回值≤0，则说明没有数据输出，继续读取。
所述步骤(6)中刀具管理服务器根据所读取的程序数据进行的处理包括 A.刀具管理服务器接收到某刀具安装到某刀位的程序数据，并根据IP地址在“机床基础数据”表中检索到数据来源的机床编号，则在“刀具状态”表中根据程序数据中的刀具“ID”找到所述刀具，将所述刀具的“当前位置”字段内容设为所述机床编号，将“刀位号”字段内容设为所述刀位，并记录下当前时间为安装时间，保存在“时间”字段中； B.刀具管理服务器接收到某刀具被取下的程序数据，并根据IP地址在“机床基础数据”表中检索到数据来源的机床编号，则在“刀具状态”表中根据程序数据中的刀具“ID”找到所述刀具，将所述刀具的“当前位置”字段设为空，将“刀位号”字段设为空，并记录下当前时间为取刀时间，保存在“时间”字段中； C.刀具管理服务器接收到数控机床端要求查询本机床上的刀具安装情况的程序指令，并根据IP地址在“机床基础数据”表中检索到发出指令的机床编号，则在“刀具状态”表中查询出“当前位置”为所述机床编号的全部刀具的“刀位号”，并将其编辑，保存在程序中，当所述数控机床执行其固有的输入指令时，将这些信息以程序中注释的形式输送给所述数控机床； D.刀具管理服务器接收到数控机床端要求查询某刀具的位置的程序指令，并根据IP地址在“机床基础数据”表中检索到发出指令的机床编号，则在“刀具状态”表中根据“ID”查询出所述刀具在最晚的“时间”时的“当前位置”，并将其编辑，保存在程序中，当所述数控机床执行其固有的输入指令时，将这些信息以程序中注释的形式输送给所述数控机床； E.刀具管理服务器接收到数控机床端要求输入某刀具配置参数的程序指令，并根据IP地址在“机床基础数据”表中检索到发出指令的机床编号，则在“刀具配置”表中根据“ID”查询出所述刀具的X、Y、Z三个方向的配置参数，并将其编辑，保存在程序中，当所述数控机床执行其固有的输入指令时，将这些信息以程序中注释的形式输送给所述数控机床； F.刀具管理服务器端接收到记录某刀具开始使用时间的程序数据，并根据IP地址在“机床基础数据”表中检索到数据来源的机床编号，则自动记录下此时的接收时间作为所述刀具的开始使用时间，在“刀具使用”表中增加一行记录，将所述刀具的ID及该开始使用时间填入该行记录的“ID”和“开始使用时间”字段，并将数据来源的机床编号填入该行“机床编号”字段； G.刀具管理服务器端接收到记录某刀具结束使用时间的程序数据，并根据IP地址在“机床基础数据”表中检索到数据来源的机床编号，则自动记录下此时的接收时间作为所述刀具的结束使用时间，在“刀具使用”表中增加一行记录，将所述刀具ID及该结束使用时间填入该行的“ID”和“结束使用时间”字段，并将数据来源的机床编号填入该行“机床编号”字段；同时计算出所述刀具从开始使用时间到结束使用时间的时间区段，在“刀具基础数据”表中找到所述刀具，在所述刀具的“剩余寿命”字段的数据中减去该时间段。
本发明的有益技术效果是 本发明记录刀具在加工中心上安装、拆除、使用的信息，查询当前刀具在加工中心上的安装位置，所有的工作都以当前的加工中心为操作界面，建立刀具管理服务器，对全部加工中心、车间刀库终端进行联网。实现如下功能 1、精确的记录刀具的安装位置。现有的计算机刀具管理系统只能记录刀具安装所在的机床，而本发明能够在现场记录刀具在刀库中确切安装的位置号，特别适合在现场临时调整刀具位置，准确及时、方便快速。
2、精确记录刀具的使用时间。本发明能够在线记录刀具开始走刀和结束走刀的时间，经过后台处理后，能够预测刀具的剩余寿命。
3、本发明能够在加工中心上查询到全部车间刀具的寿命、安装或保存位置，刀具的配置尺寸、刀具的功能等等信息，加快更换刀具的时间。
4、本发明能够在加工中心现场或车间刀具管理终端输入刀具的配置尺寸，能够分别由刀具管理员或机床操作工完成，机动灵活。
通过上述功能，本发明达到了减少刀具更换时间，充分利用刀具剩余寿命，节约人力资源，提高生产效率的效果。
图1是数控机床刀具在线管理系统的示意图。
图2是刀具管理服务器对数据进行读取及处理的流程图。
具体实施例方式 以下结合附图，通过实施例对本发明进行具体说明。
注以下为叙述简便，将加工中心和数控机床统称为“机床”。
本发明的流程如下 (1)组建如图1所示的数控机床刀具在线管理系统，其由加工中心(数控机床)、串口联网设备、RS232电缆、网络交换机、以太网电缆、刀具管理服务器、车间刀库终端组成。刀具管理服务器及车间刀库终端分别接入网络交换机，各数控机床通过串口联网设备也分别接入网络交换机。串口联网设备与数控机床之间通过RS232电缆连接，串口联网设备与网络交换机之间则通过以太网电缆连接。
加工中心上必须带有RS232接口，并且按照其说明设置参数以保证其处于开放状态；单串口服务器的功能是将RS232电缆的信号转换成为以太网形式的输出，这里的串口联网设备采用单串口服务器，可以选用市场上已有的产品(例如台湾MOXA的5110单串口服务器)，其它网络设备、终端、服务器选用通用产品。
上述网络的联通过程如下按照说明给每个机床一个唯一的IP地址，储存在串口服务器中，同时按机床的使用说明设置波特率和其它必要的参数。
(2)在刀具管理服务器上，运用数据库软件(如Microsoft Access，SQLServer，Oracle等)建立数据库，其中包含五个表，所述五个表的数据结构如下 a.机床基础数据 b.刀具基础数据 c.刀具状态 d.刀具使用 e.刀具配置 上述“刀具配置”表中“刀柄编号”的意义是刀具是由刀柄和切削头组合在一起的，共同构成了刀具的有效长度。但切削头容易磨损报废，刀柄就可以分离下来继续使用。
(3)在车间刀库终端上，运用编程语言开发出相应的功能模块界面，这些功能模块界面包括 a′.机床基础数据管理 记录各台机床的名称与型号、设备编码，以及IP地址、数控系统信息等。普通用户可以快速查询机床信息，管理员可以对机床信息增加、删减与改动。
b′.刀具基础数据管理 记录每一把刀的名称与型号、编号、长度、直径、剩余寿命等信息，并存储在“刀具基础数据”数据表中。
c′.刀具流动记录 管理刀具的入账、安装、拆卸、领用、归还等事务，查询每一把刀具当前的存放位置，并将此信息存放在“刀具状态”数据表中。
d′.刀具使用情况查询 根据“刀具使用”表记录每把刀的每次使用情况，开始使用时间和结束使用时间，用户可以自由选择任一时间段，输入要查询的刀具号，即可自动查出该刀具的使用情况，并提供统计信息。同时统计出这段时间内该刀具总的使用时间，进而也可以计算出刀具的剩余使用寿命。
e′.刀具配置管理 用户可以对每把刀的配置情况进行查询，查出该刀具的配置时间、配置者、以及配置的X、Y、Z三个方向的参数，同时也可以在软件端直接输入配置数值，由机床端调用。
(4)在机床上，根据所采用的数控系统的编程规则编制子程序。为了简化输入，可以统一输入程序的框架，并将其存入机床内部的固定程序存放区，使其不被随意修改和删除。比如可以为其指定一个程序号如O8888。该程序框架如下 POPEN BPRNT[***] PCLOS 其中***表示操作工输出的刀具状态信息。操作工每次不同的操作只需要更改中括号中的***内容，然后按照数控加工的方式将O8888这个程序运行一遍，数控系统会自动将***内容从串口发送出去，刀具管理服务器端便可以接收到对应的刀具信息，并进行后台处理。
为了简化信息的输入，在程序中规定以下几个状态标识字符 A--------表示将刀具安装在本机床的刀库上 B--------表示将刀具从机床刀库上取出 C--------表示查询本机床刀库上的刀具安装信息 D---------表示查询某刀具现在的位置 E---------表示将刀具配置参数输入到该机床上 此外，规定TXXX代表刀具ID，PCXXX代表机床ID，RXX代表车间中央刀库的位置。
为方便对本发明的理解，下面通过实施例，对机床上的程序和操作进行说明 1)将刀具安装上机床刀库(A动作)操作工修改O8888中的***内容如下 POPEN BPRNT[A-T001-02] PCLOS 表示刀具T001将安装在机床刀库上02号刀位，运行该段代码后，“A-T001-02”字符就传送到服务器中。
2)将刀具从本机床刀库中取出(B动作)操作工修改O8888中的***内容如下 POPEN BPRNT[B-T001] PCLOS 表示刀具T001从机床刀库上取出，运行该段代码后，“B-T001”字符就传送到服务器中。
3)查询本机床上的刀具安装情况(C动作)操作工在编辑状态下操作键盘输入如下指令O7999(C-)，然后执行机床固有的输入程序的操作，该指令通过RS232接口进入到服务器，机床将得到本机床上全部刀具的安装情况，格式如下 ％ O1234----------------将所有的刀具安装信息读取到1234号程序中； (T001-03----------------表示T001号刀具在03号刀位上； T002-01----------------表示T002号刀具在01号刀位上； T003-05----------------表示T003号刀具在05号刀位上； ......)-----------------所有刀具安装信息均以注释的形式显示在机床程序中，即用括号括起来； ％ 4)查询某刀具的位置(D动作)操作工在编辑状态下操作键盘输入如下指令O7999(D-T001)，然后执行机床固有的输入程序的操作，该指令通过RS232接口进入到服务器，机床将得到“T001”刀具的安装位置，格式如下 ％ O1234----------------将刀具安装信息读取到1234号程序中； (T001-PC005-03)----------------表示01号刀具在“PC005”号机床的03号刀位上； 或者 (T001-CT-R12)----------------表示01号刀具在车间中央刀库的R12的位置上； ％ 5)请求输入刀具配置参数(E动作)操作工在编辑状态下操作键盘输入如下指令O7999(E-T001)，然后执行机床固有的输入程序的操作，该指令通过RS232接口进入到服务器，机床将得到“T001”刀具的配置参数的程序，格式如下 ％ O1234----------------将刀具配置信息读取到1234号程序中； (T001-X11.5Y20Z30.4)-----------表示T001号刀具的配置参数是X方向为10.5mm，Y方向为20mm，Z方向为30.4mm； ％ 在机床上运行这个刀具配置参数的程序后，将得到该刀具的配置参数。
6)刀具使用情况的记录在数控程序代码中，在开始使用刀具T001处加上代码 POPEN BPRNT[T001-START] PCLOS 在换刀的前一句处加上 POPEN BPRNT[T001-END] PCLOS 运行加工程序后，在使用或更换刀具时机床会将“T001-START”和“T001-END”传送到服务器。
以上数控程序代码是以FANUC系列数控机床为例编制的，其它系列数控机床的程序代码编制原理相同。
下面是刀具管理服务器对数据进行读取及处理的过程，其流程可参见图2。
(5)刀具管理服务器不间断地对每台数控机床的连接状态进行扫描，当检测到某一数控机床的串口联网设备连通时，刀具管理服务器对该数控机床串口输出的程序数据进行读取。主要由两个扫描过程完成 1、机床连接状态扫描 串口联网设备的电源与机床内部电源相连接，当机床开机时，串口联网设备会自动通上电，开始工作。
扫描过程如下刀具管理服务器不停地对每台机床的连接状态进行扫描，其方法是调用串口联网设备的内置函数nsio_open()，打开各机床对应的串口设备，如果该函数的返回值为≥0的数值，即返回值为port id号，则说明该串口打开成功，同时也就反映了该串口对应的机床处于开机状态，刀具管理服务器随即将该机床的连接状态符设为1；反之，若函数的返回值＜0，则说明串口未打开，机床处于关机状态，刀具管理服务器将连接状态符设为0。见图2的步骤S01和步骤S02。
2、串口数据读取扫描 当某一机床的串口设备连接上时，服务器便可以从机床串口输出的数据进行读取。
扫描过程如下服务器不停地检测程序中的连接状态符是否为1，一旦检测到为1，则进行读取处理。服务器调用读取函数nsio_read()，该函数返回值为读取到的字符长度(Length of data received)＞0，说明有数据从机床串口上传出来，若返回值≤0，则没有数据输出，继续读取。见图2的步骤S03。
(6)一旦检测到机床有数据输出，刀具管理服务器便根据所读取的程序数据，即不同的动作和刀具使用状况，作出不同的处理。
为方便对本发明的理解，下面结合图2，通过实施例对各种程序的处理进行说明 步骤S04——刀具TXXX安装到刀位YY程序 对A动作A动作表示将刀具安装上机床刀库。如刀具管理服务器接收到某台机床传过来的数据“A-T001-02”，根据IP地址，在“机床基础数据”表中，刀具管理服务器可以检索出数据来源的机床编号，如4321，在“刀具状态”表中根据ID找到刀具T001，将T001的“当前位置”字段内容(文本型)设为“4321”，将“刀位号”字段内容设为“02”，并记录下当前时间为安装时间，保存在“时间”字段中。
步骤S05——刀具TXXX被取下程序 对B动作B动作表示将刀具从本机床刀库中取出。如刀具管理服务器接收到数据“B-T001”，检索到机床编号为4321，在“刀具状态”表中根据ID找到刀具T001，将T001的“当前位置”字段(文本型)设为空，将“刀位号”字段设为空，并记录下当前时间为取刀时间，保存在“时间”字段中。
步骤S06——传送本机床刀具安装情况的程序 对C动作C动作表示操作工在机床端要查询本机床上的刀具安装情况。如刀具管理服务器接收到数据“O7999(C-)”，机床编号为4321，在“刀具状态”表中查出“当前位置”为4321号机床的全部刀具的“刀位号”，并将其编辑，保存在程序中，当机床执行其固有的输入指令时，将这些信息以程序中注释的形式输送给机床，格式如下 ％ O1234----------------将所有的刀具安装信息读取到1234号程序中； (T001-03----------------表示01号刀具在03号刀位上； T002-01----------------表示02号刀具在01号刀位上； T003-05----------------表示03号刀具在05号刀位上； ......)-----------------所有刀具安装信息均以注释的形式显示在机床程序中，即用括号括起来； ％ 步骤S07——传输刀具TXXX的当前位置状况的程序 对D动作D动作要求查询某刀具的位置。如刀具管理服务器接收到数据“O7999(D-T001)”，查知发出指令的机床编号为4321，则在“刀具状态”表中查询出“ID”为T001的刀具在最晚的“时间”时的“当前位置”，并将其编辑，保存在程序中，当机床执行其固有的输入指令时，将这些信息以程序中注释的形式输送给机床，格式如下 ％ O1234----------------将刀具安装信息读取到1234号程序中； (T001-PC005-03)----------------表示01号刀具在“PC005”号机床的03号刀位上； ％ 步骤S08——传输刀具TXXX配置参数程序 对E动作E动作要求输入刀具配置参数。如刀具管理服务器接收到数据“O7999(E-T001)”，查知发出指令的机床编号为4321，则在“刀具配置”表中查找出“ID”为T001刀具的X、Y、Z三个方向的配置参数，并将其编辑，保存在程序中，当机床执行其固有的输入指令时，将这些信息以程序中注释的形式输送给机床，格式如下 ％ O1234----------------将刀具配置信息读取到1234号程序中； (T001-X11.5Y20Z30.4)-----------表示T001号刀具的配置参数是X方向为10.5mm，Y方向为20mm，Z方向为30.4mm； ％ 步骤S09——记录刀具TXXX开始使用时间的程序 刀具管理服务器端接收到“T001-START”时，而且得知信号来源为4321机床，则自动记录下此时的接收时间作为该刀具的开始使用时间t1，于是在“刀具使用”表中增加一行记录，填入刀具“ID”为T001，“机床编号”为4321，“开始使用时间”为t1。
步骤S10——记录刀具TXXX结束使用时间的程序 刀具管理服务器端接收到“T001-END”时，而且得知信号来源为4321机床，则自动记录下此时的接收时间作为该刀具的结束使用时间t2，于是在“刀具使用”表中增加一行记录，填入刀具“ID”为T001，“机床编号”为4321，“结束使用时间”为t2，同时计算出从相应的该刀具开始使用时间到结束使用时间的时间段t2-t1，在“刀具基础数据”表中的“剩余寿命”字段的数据中减去该时间段。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下，可以做出其他改进和变化。
权利要求
1.一种数控机床刀具的在线管理方法，其特征在于包括以下步骤
(1)组建数控机床刀具在线管理系统，将刀具管理服务器及车间刀库终端接入网络交换机，并将各数控机床通过串口联网设备接入网络交换机，设置数控机床上的RS232接口为开放状态，为每个数控机床设置唯一的IP地址，储存在串口联网设备中，并按数控机床的使用说明设置波特率和其它必要的参数；
(2)在刀具管理服务器上建立数据库，记录机床和刀具基础数据信息，以及刀具的状态、使用、配置信息；
(3)在车间刀库终端上开发相应的功能模块界面，用于向刀具管理服务器上的数据库输入信息并进行查询；
(4)在数控机床上根据所采用的数控系统的编程规则编制子程序，存入数控机床内部的固定程序存放区，根据刀具的装卸信息更改该子程序的内容，或将记录刀具的切削开始和结束时间的子程序嵌入到数控加工程序中，当以数控加工的方式分别运行上述子程序时，所有刀具的信息立刻传输到刀具管理服务器中；如果需要查询刀具的信息，则按照该数控机床传输程序的形式发送查询指令；
(5)刀具管理服务器不间断地对每台数控机床的连接状态进行扫描，当检测到某一数控机床的串口联网设备连通时，刀具管理服务器对该数控机床串口输出的程序数据进行读取；
(6)刀具管理服务器根据所读取的程序数据进行处理，对数据库进行改写或查询，并将查询到的信息送至相应的数控机床。
2.根据权利要求1所述数控机床刀具的在线管理方法，其特征在于所述串口联网设备的电源与对应数控机床内部的电源相连接，当所述数控机床开机时，所述串口联网设备自动通电开始工作。
3.根据权利要求1所述数控机床刀具的在线管理方法，其特征在于所述步骤(2)中在刀具管理服务器上建立的数据库包括如下五个表
a.机床基础数据
包括如下字段ID、机床名称与型号、机床编号、IP、备注；
b.刀具基础数据
包括如下字段ID、名称与型号、长度、直径、剩余寿命、备注；
c.刀具状态
包括如下字段ID、当前位置、刀位号、时间、备注；
d.刀具使用
包括如下字段ID、机床编号、开始使用时间、结束使用时间、备注；
e.刀具配置
包括如下字段ID、X、Y、Z、配置时间、刀柄编号、配置者、备注。
4.根据权利要求3所述数控机床刀具的在线管理方法，其特征在于所述步骤(3)中在车间刀库终端上开发的功能模块界面包括
a′.机床基础数据管理，用于记录各台数控机床的名称与型号、机床编号、IP地址、数控系统等信息，并将这些信息存放在“机床基础数据”数据表中；普通用户只可以对进行信息查询，管理员可以对信息进行增加、删减与改动；
b′.刀具基础数据管理，用于记录各刀具的名称与型号、长度、直径、剩余寿命等信息，并将这些信息存放在“刀具基础数据”数据表中；普通用户只可以对进行信息查询，管理员可以对信息进行增加、删减与改动；
c′.刀具流动记录，用于管理刀具的入账、安装、拆卸、领用、归还等事务，查询每一把刀具当前的存放位置，并将此信息存放在“刀具状态”数据表中；
d′.刀具使用情况查询，用于根据“刀具使用”数据表记录的每把刀的每次使用情况，开始使用时间和结束使用时间，用户自由选择时间段，查询刀具的使用情况，并统计该时间段内该刀具总的使用时间，计算出刀具的剩余使用寿命；
e′.刀具配置管理，用于查询刀具的配置时间、配置者、以及配置的X、Y、Z三个方向的参数，同时也供用户直接输入配置数值，由数控机床端调用。
5.根据权利要求1所述数控机床刀具的在线管理方法，其特征在于所述步骤(5)中刀具管理服务器对数控机床连接状态进行扫描的方法是刀具管理服务器调用串口联网设备的内置函数nsio_open()，打开各数控机床对应的串口联网设备，若该函数的返回值≥0，即返回值为port id号，则说明该串口打开成功，同时也就反映了该串口对应的数控机床处于开机状态，刀具管理服务器随即将该数控机床的连接状态符设为1；反之，若函数的返回值＜0，则说明该串口未打开，该串口对应的数控机床处于关机状态，刀具管理服务器将该数控机床的连接状态符设为0。
6.根据权利要求1所述数控机床刀具的在线管理方法，其特征在于所述步骤(5)中刀具管理服务器对数控机床串口数据进行读取时要进行扫描，其方法是刀具管理服务器不停地检测程序中的连接状态符是否为1，一旦检测到为1，则进行读取处理；服务器调用读取函数nsio_read()，该函数返回值为读取到的字符长度，若返回值＞0，说明有数据从数控机床串口上传来；若返回值≤0，则说明没有数据输出，继续读取。
7.根据权利要求3所述数控机床刀具的在线管理方法，其特征在于所述步骤(6)中刀具管理服务器根据所读取的程序数据进行的处理包括
A.刀具管理服务器接收到某刀具安装到某刀位的程序数据，并根据IP地址在“机床基础数据”表中检索到数据来源的机床编号，则在“刀具状态”表中根据程序数据中的刀具“ID”找到所述刀具，将该刀具的“当前位置”字段内容设为所述机床编号，将“刀位号”字段内容设为所述刀位，并记录下当前时间为安装时间，保存在“时间”字段中；
B.刀具管理服务器接收到某刀具被取下的程序数据，并根据IP地址在“机床基础数据”表中检索到数据来源的机床编号，则在“刀具状态”表中根据程序数据中的刀具“ID”找到所述刀具，将所述刀具的“当前位置”字段设为空，将“刀位号”字段设为空，并记录下当前时间为取刀时间，保存在“时间”字段中；
C.刀具管理服务器接收到数控机床端要求查询本机床上的刀具安装情况的程序指令，并根据IP地址在“机床基础数据”表中检索到发出指令的机床编号，则在“刀具状态”表中查询出“当前位置”为所述机床编号的全部刀具的“刀位号”，并将其编辑，保存在程序中，当所述数控机床执行其固有的输入指令时，将这些信息以程序中注释的形式输送给所述数控机床；
D.刀具管理服务器接收到数控机床端要求查询某刀具的位置的程序指令，并根据IP地址在“机床基础数据”表中检索到发出指令的机床编号，则在“刀具状态”表中根据“ID”查询出所述刀具在最晚的“时间”时的“当前位置”，并将其编辑，保存在程序中，当所述数控机床执行其固有的输入指令时，将这些信息以程序中注释的形式输送给所述数控机床；
E.刀具管理服务器接收到数控机床端要求输入某刀具配置参数的程序指令，并根据IP地址在“机床基础数据”表中检索到发出指令的机床编号，则在“刀具配置”表中根据“ID”查询出所述刀具的X、Y、Z三个方向的配置参数，并将其编辑，保存在程序中，当所述数控机床执行其固有的输入指令时，将这些信息以程序中注释的形式输送给所述数控机床；
F.刀具管理服务器端接收到记录某刀具开始使用时间的程序数据，并根据IP地址在“机床基础数据”表中检索到数据来源的机床编号，则自动记录下此时的接收时间作为所述刀具的开始使用时间，在“刀具使用”表中增加一行记录，将所述刀具的ID及该开始使用时间填入该行记录的“ID”和“开始使用时间”字段，并将数据来源的机床编号填入该行“机床编号”字段；
G.刀具管理服务器端接收到记录某刀具结束使用时间的程序数据，并根据IP地址在“机床基础数据”表中检索到数据来源的机床编号，则自动记录下此时的接收时间作为所述刀具的结束使用时间，在“刀具使用”表中增加一行记录，将所述刀具ID及该结束使用时间填入该行的“ID”和“结束使用时间”字段，并将数据来源的机床编号填入该行“机床编号”字段；同时计算出所述刀具从开始使用时间到结束使用时间的时间区段，在“刀具基础数据”表中找到所述刀具，在所述刀具的“剩余寿命”字段的数据中减去该时间段。
全文摘要
一种数控机床刀具的在线管理方法，首先组建数控机床刀具在线管理系统，然后在刀具管理服务器上建立数据库，在车间刀库终端上开发相应的功能模块界面，在数控机床上根据所采用的数控系统的编程规则编制子程序，刀具管理服务器通过调用串口服务器中自带的函数，在机床和刀具管理服务器之间接收和发送信息，根据所读取的程序数据进行处理，对数据库进行改写或查询，并将查询到的信息送至相应的数控机床。本发明通过对全部加工中心及车间刀库终端进行联网，实现刀具信息的精确记录和查询，达到了减少刀具更换时间，充分利用刀具剩余寿命，节约人力资源，提高生产效率的效果。
文档编号G05B19/414GK101770222SQ201010129780
公开日2010年7月7日 申请日期2010年3月9日 优先权日2010年3月9日
发明者陈进, 王荣 申请人:江南大学