专利名称：一种再制造机床信息化的系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械再制造领域，更具体的说，是涉及一种再制造机床信息化的系统。
背景技术：
目前，我国机床保有量超过800万台，役龄在10年以上的传统旧机床占25%以上，每年淘汰的旧机床约25万台。机床行业已经进入机械装备报废的高峰期，对废旧机床进行再制造将具有广阔的前景。再制造就是将废旧机电产品运用高科技手段进行专业化修复或升级改造，使其质量和性能恢复到新品的批量化制造过程。在机械制造领域，大型镗铣床投资大且制造周期长，淘汰现有的废旧大型镗铣床将会造成巨大的资源浪费，因此有必要对其进行再制造。因此，提供一种再制造机床信息化的系统，在大幅度提升机床的信息化水平和智能化程度的同时，可以实现兼容性，直接与废旧机床相互配套使用，从而提高机床生产效率和车间层的自动化水平，对于本领域技术人员来说是亟待解决的问题。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供了一种再制造机床信息化的系统，以克服现有技术中由于对机床需要进行整体改造，无法实现兼容性与废旧机床相互配套使用，从而提高机床生产效率和车间层的自动化水平的问题。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案一种再制造机床信息化的系统，包括设置于机床上，用于对所述机床的运行状态进行检测和对工艺参数进行实时监控的外部辅助设备；与所述机床通过以太网通信接口相连接，用于控制所述机床自动加工的终端装置；所述终端装置与所述外部辅助设备通过串行通信接口相连接，以控制所述外部辅助设备对所述机床运行状态进行监控。其中，所述外部辅助设备包括摄像机、万向云台、温度传感器、加速度传感器和调节装置；设置在所述机床的电主轴壳体上，监控所述机床的振动的所述加速度传感器；设置在所述机床的高速轴上，监控所述机床的切削温度以及进行相应的温度补偿的所述温度传感器。其中，所述终端装置包括终端主机、控制系统、功能性模块、通讯接口和操作台；所述终端主机、所述控制系统、所述功能性模块和所述通讯接口集成一体，安装在所述终端装置的机箱内；所述终端主机通过所述通讯接口与所述机床连接；[0016]所述操作台包括触摸式液晶显示屏、指令操作器、视频电话、USB接口、音频接口和光盘读取区；所述触摸式液晶显示屏、所述指令操作器、所述视频电话、所述USB接口、所述音频接口和所述光盘读取区分别与所述终端主机的输入端口连接；所述终端主机设置有与车间管理层连接的端口。优选的，所述终端主机的所述机箱为密封式机箱。优选的，所述指令操作器包括输入键和快捷控制键； 所述输入键由O、十个数字和k I 二十六个字母构成；所述快捷控制键由电源开关按钮、急停按钮、复位按钮、空运行按钮、主轴正/反转按钮、主轴转速修调按钮、进给速度修调按钮、上下左右按钮、图形缩放按钮、视频控制按钮和录像存储按钮构成。优选的，所述触摸式液晶显示屏为电阻型触摸屏。其中，所述终端主机为嵌入式终端主机，所述嵌入式终端主机的主板为嵌入式主板。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开了一种再制造机床信息化的系统，包括设置于机床上，用于对所述机床的运行状态进行检测和对工艺参数进行实时监控的外部辅助设备；与所述机床通过以太网通信接口相连接，用于控制所述机床自动加工的终端装置；所述终端装置与所述外部辅助设备通过串行通信接口相连接，以控制所述外部辅助设备对所述机床进行监控。通过终端装置对机床自动加工的控制，实现以下的优点I、本系统兼容性强，与废旧机床相互配套，可以大幅度提升废旧机床的信息化水平和智能化程度，从而提高机床生产效率，提升车间层的自动化水平。2、本系统可实时传送机床工作状态以及各种加工信息，从服务器下载生产计划报表，可接受加工程序、工艺文件和图纸文件，实现设备端无纸化加工生产。3、通过对触摸显示屏和指令操作器进行操作，可实现工艺卡片和零件图纸的显示、快速编程、三维立体动态图形显示、图形模拟、图形动态仿真、全刨(半剖或局部剖)视图的显示以及不同方向的视图和局部显示比例的缩放等功能。4、本信息化终端能够实现机床的故障自诊断、故障报警分析和故障历史查询等功倉泛。5、在机床运行的过程中，本系统可以对机床的切削温度、切削振动、压力、电流等工艺参数进行监控，使机床的加工过程处于最佳状态，提高零件的加工效率。6、在车间层面，将所有的机床都接入以太网络，每台机床设置一个固定的IP地址以及相应的网关和密码，便于信息在车间层的传递和共享。本实用新型的其他优点、目标和特征在某些程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
[0033]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图I为本实用新型实施例公开的一种再制造机床信息化的系统结构示意图；图2为本实用新型实施例公开的一种再制造机床信息化的系统的具体结构示意图；图3为本实用新型实施例公开的一种再制造机床信息化的系统的使用状态参考示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。本实用新型实施例通过采用先进的数控技术、自动化技术和信息化技术，从而提升废旧大型机床的信息化水平和智能化程度。请参阅附图1，为本实用新型实施例公开的一种再制造机床信息化的系统结构示意图。本实用新型实施例公开了一种再制造机床信息化的系统，包括设置于机床A上，用于对机床A的运行状态进行检测和对工艺参数进行实时监控的外部辅助设备B ;与机床A通过以太网通信接口相连接，用于控制机床A自动加工的终端装置C ;终端装置C与外部辅助设备B通过串行通信接口相连接，以控制外部辅助设备B对机床A进行监控。终端装置作为一个独立的终端，通过以太网通信接口与大型镗铣床相连接，控制大型镗铣床自动加工；通过串行通信接口与设置在大型镗铣床上的外部辅助设备相连接，控制外部辅助设备对大型镗铣床运行状态进行监控。上述提供的一种再制造机床信息化的系统，在大幅度提升机床的信息化水平和智能化程度的同时，可以实现兼容性，直接与废旧机床相互配套使用，从而提高机床生产效率和车间层的自动化水平。在上述本实用新型公开的实施例的基础上，请参阅附图2，为本实用新型实施例公开的一种再制造机床信息化的系统的具体结构示意图。具体的上述外部辅助设备B安装在机床A上，包括摄像机11、万向云台12、温度传感器13、加速度传感器14和调节装置15，在机床A运行的过程中，外部辅助设备B可对机床A的运行状态进行检测，对机床A的切削温度、切削振动、进给速度、切削深度、坐标移动以及主轴转速等工艺参数进行实时监控，使机床A的加工过程处于最佳状态。在机床A的电主轴壳体上安装加速度传感器14,用于对机床的振动进行监控，当机床在运行过程中出现振动加剧或是振动异常现象时，机床会自动调节转速，适应性的改变加工条件。在机床A的高速轴上安装温度传感器13，用于对机床的切削温度进行监控，将温度信号转换成电信号并输送给数控系统，可以进行相应的温度控制。终端装置C作为一个独立的终端，通过以太网通信接口与大型镗铣床A相连接，控制大型镗铣床A自动加工；通过串行通信接口与设置在大型镗铣床A上的外部辅助设备B相连接，控制外部辅助设备B对大型镗铣床A运行状态进行监控。终端装置C包括终端主机7、控制器8、功能性模块9、通讯接口 10和操作台E。终端主机7、控制器8、功能性模块9和通讯接口 10集成一体，安装在终端装置C的机箱内，便于管理和维护。终端主机7通过通讯接口 10与机床A连接。操作台E包括触摸式液晶显示屏I、指令操作器3、视频电话2、USB接口 4、音频接口 5和光盘读取区6 ;触摸式液晶显示屏I、指令操作器3、视频电话2、USB接口 4、音频接口 5和光盘读取区6分别与终端主机7的输入端口连接；终端主机7设置有与车间管理层连接的端口。终端主机7的机箱为密封式机箱。触摸式液晶显示屏I为电阻型触摸屏，能直接点击屏幕界面上的按钮，输入信息，完成操作。上述指令控制器3包括输入键和快捷控制键；输入键由O、十个数字和k I二十六个字母构成，Shift键用于切换输入法。快捷控制键由电源开关按钮、急停按钮、复位按钮、空运行按钮、主轴正/反转按钮、主轴转速修调按钮、进给速度修调按钮、上下左右按钮、图形缩放按钮、视频控制按钮和录像存储按钮构成。通讯接口 10为标准的RS 232接口，适用范围广，可与大多数的机床的数据接口连接，实现数据的交互。同时具备USB 2. O控制器，可连接指令操作器及挂载USB存储器等USB总线设备。视频电话2是为方便管理层与操作人员实时沟通设置，使得管理层可以看到生产现场工作情况，操作人员也可以及时给上级反映生产和设备信息。控制器8设置有数据采集模块、视频控制模块、数据存储模块、三维动画仿真模块以及其他应用模块，这些模块之间能够相互协作，并且各模块之间的接口是标准化的，具有即插即用的功能。数据采集模块采集再制造机床、刀具和工件的所有相关状态运行参数。视频控制模块用于对摄像机和万向云台的位置进行调整，对镜头进行调焦处理，便于更好地对机床运行状态进行监测。数据存储模块用于存储各类信息，包括数据采集模块采集到的机床运行参数信息、摄像机的录影信息、工艺文件和图纸文件信息以及监控中心发出的指令信息等。三维动画仿真模块用于图形三维立体动态显示、图形模拟和图形动态仿真，通过详细地观察刀具的运动轨迹，可以判断出是否存在误操作或撞刀等现象，避免安全事故的发生。终端装置作为一个独立的控制柜形式存在，不与机床安装为一体，结构紧凑、功能强大、便于使用与维修、兼容性强、且可升级，能够大幅度的提升废旧机床的信息化水平和智能化程度。另外，终端装置的控制系统对机床的各个运行参数设定了相应的一个安全阈值范围，当超出了安全的阈值范围时，系统会发出警报。警报信息会自动在触摸显示屏上弹出一个窗口，并显示故障的具体信息，在报警的同时，数据存储模块便自动存储故障的报警信息。经过整理和分类的报警信息可作为对工人进行岗前培训和教学的案例。机床的故障历史查询功能能够方便操作人员快速地对机床发生的故障进行诊断和分析。请参阅附图3，为本实用新型实施例公开的一种再制造机床信息化的系统的使用状态参考示意图。远程监控终端D通过车间以太网18联入Internet对机床的运行状况进行远程实时监控。安全网关16保障终端装置的信息机密性、完整性和可用性，消除可能带来的恶意代码和病毒；扩展A/D转换接口 102采样温度传感器13和加速度传感器14的模拟信号；扩展USB接口 4，支持设备的即插即用和热插拔功能，遵循USB 2. 0标准，挂载U盘和移动硬盘等设备。在车间层面上，所有的机床都可以接入以太网，每台机床设置一个固定的IP地址以及相应的网关和密码。这种组网方式简单，且具有较高稳定性和可扩展性，方便信息在车间层的传递和共享。对于机床设备布线比较困难的，还可以采用无线联网的方式。在实施例中，车间管理包括订单客户、车间主任和系统管理员等，他们通过网络与车间以太网连接，对车间生产现场情况进行远程管理，下达加工任务，也可以及时了解生产现场设备状态和进行人员的管理。机床上配备有该系统，操作者可以根据实际生产的需要，选择相应选项，完成生产相关操作，也可以把工作情况、设备情况等生产相关信息及时向车间管理层反映。终端主机7通过网络与远程监控终端D相连接，集成在终端装置C上的串行通讯接口 101与机床串行接口连接。工作时，车间管理层通过网络下达工作任务，操作人员则可在液晶显示屏上看到任务内容，并可用指令控制器进行系统功能操作。可实现上传和下达加工代码、查看数控仿真和示教录像等功能。同时可通过视频电话与管理层取得联系，实时反映工作情况。通讯接口 10集成在终端主机的主板上，以太网接口 103采用的是标准的RS 232接口，与大多数机床数控接口相同，通过该接口，用网线将终端装置与机床的数据输入接口相连接，就能有效的实现数控程序的读取，能够简化操作人员的操作，减轻操作人员的工作量，减少程序错误几率等。供操作人员使用的有触摸式液晶显示屏、指令操作器和视频电话，其为集成式与终端主机相连接，可以随意的拆卸，这样在其中部分损坏时，只要更换损坏的部分即可，降低了更换成本的问题。本实用新型实施例具体操作方法为机床生产制造加工客户根据自己需要下达加工订单，同时可以对订单用户使用权限内的相关信息进行修改。车间主任按照订单客户的需要，安排加工任务、组织生产并对生产设备和车间人员等进行管理。系统管理员主要负责系统数据库维护、网络通信检查、保证机床生产网络化管理系统的正常运行。操作者的工作是按时完成安排下来的加工任务，同时可对自己的生产完成情况、加工工时的相关信息进行查询，并及时反映机床设备的故障情况。综上所述本实用新型公开了一种再制造机床信息化的系统，包括设置于机床上，用于对机床的运行状态进行检测和对工艺参数进行实时监控的外部辅助设备；与机床通过以太网通信接口相连接，用于控制机床自动加工的终端装置；终端装置与外部辅助设备通过串口通信接口相连接，以控制外部辅助设备对机床进行监控。通过终端装置对机床自动加工的控制，本系统兼容性强，与废旧机床相互配套，可以大幅度提升废旧机床的信息化水平和智能化程度，从而提高机床生产效率，提升车间层的自动化水平。本系统可实时传送机床工作状态以及各种加工信息，从服务器下载生产计划报表，可接受加工程序、工艺文件和图纸文件，实现设备端无纸化加工生产。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种再制造机床信息化的系统，其特征在于，包括 设置于机床上，用于对所述机床的运行状态进行检测和对工艺参数进行实时监控的外部辅助设备； 与所述机床通过以太网通信接口相连接，用于控制所述机床自动加工的终端装置；所述终端装置与所述外部辅助设备通过串行通信接口相连接，以控制所述外部辅助设备对所述机床运行状态进行监控。
2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述外部辅助设备包括摄像机、万向云台、温度传感器、加速度传感器和调节装置； 设置在所述机床的电主轴壳体上，监控所述机床的振动的所述加速度传感器； 设置在所述机床的高速轴上，监控所述机床的切削温度以及进行相应的温度补偿的所述温度传感器。
3.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述终端装置包括终端主机、控制系统、功能性模块、通讯接口和操作台； 所述终端主机、所述控制系统、所述功能性模块和所述通讯接口集成一体，安装在所述终端装置的机箱内； 所述终端主机通过所述通讯接口与所述机床连接； 所述操作台包括触摸式液晶显示屏、指令操作器、视频电话、USB接口、音频接口和光盘读取区； 所述触摸式液晶显示屏、所述指令操作器、所述视频电话、所述USB接口、所述音频接口和所述光盘读取区分别与所述终端主机的输入端口连接； 所述终端主机设置有与车间管理层连接的端口。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述终端主机的所述机箱为密封式机箱。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述指令操作器包括输入键和快捷控制键； 所述输入键由O 9十个数字和A Z 二十六个字母构成； 所述快捷控制键由电源开关按钮、急停按钮、复位按钮、空运行按钮、主轴正/反转按钮、主轴转速修调按钮、进给速度修调按钮、上下左右按钮、图形缩放按钮、视频控制按钮和录像存储按钮构成。
6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述触摸式液晶显示屏为电阻型触摸屏。
7.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述终端主机为嵌入式终端主机，所述嵌入式终端主机的主板为嵌入式主板。
专利摘要本实用新型公开了一种再制造机床信息化的系统，包括设置于机床上，用于对所述机床的运行状态进行检测和对工艺参数进行实时监控的外部辅助设备；与所述机床通过以太网通信接口相连接，用于控制所述机床自动加工的终端装置；所述终端装置与所述外部辅助设备通过串行通信接口相连接，以控制所述外部辅助设备对所述机床进行监控。通过终端装置对机床自动加工的控制，本系统兼容性强，与废旧机床相互配套，可以大幅提升废旧机床的信息化水平和智能化程度，从而提高机床生产效率，提升车间层的自动化水平。本系统可实时传送机床工作状态以及各种加工信息，从服务器下载生产计划报表，可接受加工程序、工艺文件和图纸文件，实现设备端无纸化加工生产。
文档编号G05B19/414GK202815512SQ20122025723
公开日2013年3月20日 申请日期2012年6月1日 优先权日2012年6月1日
发明者曹华军, 童少飞, 舒林森 申请人:重庆大学