基于多信息融合的批量工件数控加工进度自动采集方法
【专利摘要】本发明提供一种基于多信息融合的批量工件数控加工进度自动采集方法。通过网线将机床数控系统与计算机终端相连，并通过接口程序读取并处理得到加工启停信息；另外，在机床电机和变频器之间引入功率传感器，功率传感器通过模/数转换模块与计算机终端连接采集加工中的实时功率信息；通过与质量检测系统通信获取加工中的加工质量信息；根据上述获得的加工启停信息、实时功率信息和加工质量信息，并自动进行综合处理，得到加工过程中的进度数据。本发明具有反馈及时、统计准确、统计内容丰富等优点，可以为提高企业对生产现场的管控能力及加工车间的优化运行提供支持，也方便让客户随时监控订单的执行情况，提高对客户的服务能力。
【专利说明】基于多信息融合的批量工件数控加工进度自动采集方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及到机械制造业、网络与通讯技术、信息处理【技术领域】，属于制造执行系统中信息采集及信号处理方法，具体涉及一种基于多信息融合的批量工件数控加工进度自动采集方法。
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【背景技术】
[0003]加工车间在制工件的实际加工进度信息反馈了当前加工任务的完成状况，工件的加工进度状态，反映了车间各机床的任务分配及加工情况，反映了制造企业现有设备的加工性能和效率、零件的加工精度及订单产品完成的情况等信息，这些数据信息是机械制造工艺规划人员和生产管理调度人员优化生产管理及调度过程的基础，另外客户也需要随时了解订单的执行状况。现代制造企业必须具有对这些不确定性因素的快速反应和处理能力，这样才能维持和提高现代企业的业务竞争力。必须采集工件的加工进度状态信息，以方便车间的操作人员及企业的管理和调度人员适时掌握工件的加工进度信息，同时也方便客户随时查询订单执行情况。
[0004]传统生产加工进度信息采集主要依赖操作人员进行目测、清点、统计，手工填写纸质文件。这种方式依靠手操作，人员填写效率低下，工作内容重复繁琐，信息的准确度受人为因素影响，不稳定而且数据不利于传输与共享。此外，纸质文件很容易损坏，数据的保存和查询难度相对较大；而且，车间中经常会出现多个不同的工件在一段时间内同时在一台机床上加工的现象，这也给统计带来一定的复杂性。随着现代企业的生产自动化水平的提高，企业已经广泛采用计算机来处理和管理生产，这种人工统计方式已经满足不了现代企业的需要。另外，目前，虽然在部分自动化程度较高的车间中，已采用条形码、RFID、PLC、NC代码中插入宏指令等方式，实现了生产加工进度信息的自动采集及上报，但是上述方法都只是简单采集累计加工的件数，而对于加工中具体的正常加工件数、返工加工件数、合格品数等重要的进度信息难于自动进行统计，这就不能很好的为企业的优化运行提供支持。
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【发明内容】
[0006]针对目前车间工件加工进度信息主要靠人工统计，虽然可通过条形码、RFID、PLC、NC代码中插入宏指令等方式获得加工的进度信息，但由于数控加工过程存在试切、返工、报废等多种复杂情况，常常会造成加工数量统计的冗余，导致生产进度信息获取不准确等问题，本发明的目的是提供一种数据反馈及时、统计准确、统计内容丰富、降低人力成本的基于多信息融合的批量工件数控加工进度自动采集方法。
[0007]实现上述目的，本发明采用如下技术方案:一种基于多信息融合的批量工件数控加工进度自动采集方法，其特征在于，根据批量工件数控加工过程中，对机床数控程序中包含的加工启停信息，加工过程的功率信息以及工件抽检获取的质量信息进行多信息的融合处理，得到准确、丰富的加工进度信息。
[0008]进一步，所述自动采集进度信息的步骤为:
①利用计算机或嵌入式终端，通过接口程序采集机床数控程序中的加工启停信息，一次循环启停则实际加工数+1;
②加工过程中，通过网络通信实时采集加工该工件的功率信息并进行分析处理，并与功率信息标准进行比较:若处于正常加工的范围，则正常加工数+1 ;否则返工加工数+1 ;
如果还没有设置功率信息标准，则对当前工件进行检验，如果合格，则把该工件的功率信息作为后续加工进行比较的功率信息标准；
③通过网络通信获取质量检测得到的质量信息，进行质量状态的判断从而得到加工过程中合格品数，报废品数，需返工加工数的统计；
④综合第①步到第③步，第①步得到该次任务的实际加工数量，第②步是对第①步得到的实际加工数量进行更加准确的分类，通过对加工每个工件的功率信息进行分析处理获取实际加工工件中正常加工件与返工加工件的数量，第③步通过工件质量信息获取本任务实际加工件的质量情况，得到该任务中工件的合格品数，报废品数，需返工加工数；
⑤用合格品数/计划加工数得到本加工任务的完成率；
综上，通过本方法可以得到加工过程中的以下进度信息:实际加工数，合格品数，正常加工数，返工加工数，需返工加工数，报废品数，加工任务完成率。
[0009]相比现有技术，本发明具有如下有益效果:
1、本发明方法操作简单、稳定且成本较低，不影响正常加工。
[0010]2、本发明具有数据反馈及时、统计准确、统计内容丰富等优点，将加工启停信息，功率信息以及质量信息进行多信息融合处理采集到的进度信息不仅包括实际加工件数，而且包括正常加工工件数量、返工加工工件数量、合格品数量、报废数量和需返工数量等信息，这可以为提高企业对生产现场的管控能力及加工车间的优化运行提供支持，也方便让客户随时监控订单的执行情况，提高对客户的服务能力。
[0011]3、加工启停彳目息，质量彳目息和功率彳目息的米集和分析都可米用自动化软件在线进行，因此这种方法适合在自动化制造系统中应用。
[0012]经实践检验，该方法是有效且可行的。利用本发明将解决生产进度信息提取困难、准确度难于保证、信息实时性差、容易出差错、浪费人力资源等问题，从而提高企业对生产现场的管控能力以及增加企业效益。
[0013]
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明方法原理框图。
[0015]图2是本发明方法进度自动采集流程图；
图3是本发明方法中数控程序启停信息采集处理框图；
图4是本发明方法中功率信息采集处理框图；
图5是本发明方法中质量信息采集处理框图。
[0016]
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
[0018]参见图1，本发明基于多信息融合的批量工件数控加工进度自动采集方法，根据批量工件数控加工过程中，对机床数控程序中包含的加工启停信息，加工过程的功率信息以及工件抽检获取的质量信息进行多信息的融合处理，得到准确、丰富的进度信息。通过网线将机床数控系统与计算机终端相连，并通过接口程序读取并处理得到加工启停信息，另外在机床电机和变频器之间引入功率传感器，功率传感器通过模/数转换模块与计算机终端连接采集加工中的实时功率信息，最后，通过与质量检测系统通信获取加工中的质量信息，根据图2所示的流程进行数据处理，得到加工过程中的进度信息。
[0019]实施例1:
加工工件:齿轮；
机床:YS3118CNC5五轴数控高速滚齿机；
传感器:WBQ212P71 ；
终端:iTouchl21A(-T)嵌入式信息终端；
模/数转换器:HTK-NDC1以太网现场测控服务器；
滚齿批量加工进度自动采集流程参见图2所示，加床运行后开始加工，加工过程中通过接口程序获取数控程序中的加工启停信息；一次循环启停则实际加工件数增加1，另外对本次加工的功率信息进行分析处理，并与标准功率信息(如果还没有设置标准，则对该工件进行检验，如果合格就把处理后的该工件的功率信息设为标准)进行比对，得到本次加工更加准确的加工情况(正常加工，返工加工)，也即对上一步得到的实际加工数做出更加准确的分类(正常加工数、返工加工数)。如果通过质检系统检测到质量信息，那么就对质量信息进行处理，得到加工的合格品数，报废品数，返工加工件数。综合三方面的信息并进行处理，最后得到准确丰富的进度信息。最后终端将实时进度数据上传到企业计划管理部门，使上层实时了解车间生产状况并进行优化调度。
[0020]数控程序启停信息采集处理流程如图3所示，通过接口程序采集数控代码中的启停信号，再通过程序将采集到的信号传给进度监视系统进行数据处理。
[0021]功率信息采集处理流程如图4所示，能效监控系统通过读取并处理功率传感器采集到的功率值，将处理得到的结果通过socket通信的方式传给进度监视系统进行数据的处理。
[0022]质量信息的采集处理流程如图5所示，质量数据采集系统通过数显量具量仪接口、人工录入接口或者从其他系统导入等方式获取工件的实时质量数据，然后对这些质量数据进行分析处理，得到工件的质量状态:合格、报废、返工，然后将这个状态传送给进度监视系统，进行进度数据的判断处理。
[0023]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.基于多信息融合的批量工件数控加工进度自动采集方法，其特征在于，根据批量工件数控加工过程中，对机床数控程序中包含的加工启停信息，加工过程的功率信息以及工件抽检获取的质量信息进行多信息的融合处理，得到准确、丰富的加工进度信息。
2.根据权利要求1所述基于多信息融合的批量工件数控加工进度自动采集方法，其特征在于，具体步骤为: ①利用计算机或嵌入式终端，通过接口程序采集数控机床程序中的加工启停信息，一次循环启停则实际加工数+1 ； ②加工过程中，通过网络通信实时采集加工该工件的功率信息并进行分析处理，并与功率信息标准进行比较:若处于正常加工的范围，则正常加工数+1 ；否则返工加工数+1 ； 如果还没有设置功率信息标准，则对当前工件进行检验，如果合格，则把该工件的功率信息作为后续加工进行比较的功率信息标准； ③通过网络通信获取质量检测得到的质量信息，进行质量状态的判断从而得到加工过程中合格品数，报废品数，需返工加工数的统计； ④综合第①步到第③步，第①步得到该次任务的实际加工数量，第②步是对第①步得到的实际加工数量进行更加准确的分类，通过对加工每个工件的功率信息进行分析处理获取实际加工工件中正常加工件与返工加工件的数量，第③步通过工件质量信息获取本任务实际加工件的质量情况，得到该任务中工件的合格品数，报废品数，需返工加工数； ⑤用合格品数/计划加工数得到本加工任务的完成率； 综上，通过本方法可以得到加工过程中的以下进度信息:实际加工数，合格品数，正常加工数，返工加工数，需返工加工数，报废品数，加工任务完成率。
【文档编号】G05B19/18GK104503362SQ201410839517
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月30日 优先权日:2014年12月30日
【发明者】刘飞, 殷凯波, 李顺江, 宁俊锋, 曹昌, 黄燕秋 申请人:重庆大学