CN116700146A - 区域加工中心在线监控*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了区域加工中心在线监控***，包括终端***，其设置有若干个，各终端***依据位置信息和/或目标数控机床执行的任务信息实施分组，终端***由目标数控机床采集目标信息并向监控中心实施反馈，目标信息选自加工信息和/或运行信息；监控中心，用于远程通信以获取至少由终端***反馈的信息，并基于信息分类并将分类结果与各分类的基准值进行比较，进而对分类结果和比较结果展示标记，当比较结果为不合格则提示终止当前终端***运行并实施警报反馈警报信息。本发明方案的在线监控***实现了分布式加工体系下的在线实时任务和质量监督，并且通过实施统计和任务规划为加工左右控制优化和任务规划优化提供了合理参照，实现了分布式加工的整体效能的正向优化。

Description

区域加工中心在线监控***

技术领域

本发明是关于智能加工中心***技术，特别是关于一种区域加工中心在线监控***。

背景技术

在高速高精度数控机床领域，为了降低贵重零部件加工的次品率，企业及科研院所都在不遗余力的探索有效的途径。目前，为保证零部件加工质量，所采取的主要手段有：1)机床状态监测及维护技术；2)零部件在机检测技术。

“在机检测”(OMV)解决方案是一种在数控加工机床上使用的，用于自动化测量自由曲面和几何体的离线编程软件***。在加工过程中，当零件没有被从数控机床上卸下来之前，做出制造过程中是否继续和是否返工等的决定。通过对加工的每一个阶段监测被加工零件的质量，从而可节省大量的加工时间。它能够尽早地发现加工中出现的任何误差，并尽快地将其修正，从而极大地降低成本。

在分布式加工是当前数控机床加工中的一个主要趋势之一，在不同区域加工状态和进度等就是需要重点关注的问题。这种分布式加工中心的情形为对加工任务完成进度、加工质量、后续任务分配、在线技术维护等工作带来了难度。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种区域加工中心在线监控***，通过实施监控中心与各区域加工中心和终端的实时数据交互，实现了分布式加工体系下的在线实时任务和质量监督，并且通过实施统计和任务规划为加工左右控制优化和任务规划优化提供了合理参照，实现了分布式加工的整体效能的正向优化。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了区域加工中心在线监控***，包括终端***，其设置有若干个，各终端***依据位置信息和/或目标数控机床执行的任务信息实施分组，终端***由目标数控机床采集目标信息并向监控中心实施反馈，目标信息选自加工信息和/或运行信息：加工信息为目标数控机床对零件产品实施加工得到的产品状态信息、运行信息为目标数控机床对零件实施加工时的运行状态信息；监控中心，用于远程通信以获取至少由终端***反馈的信息，并基于信息分类并将分类结果与各分类的基准值进行比较，进而对分类结果和比较结果展示标记，信息分类至少为如下一种：基于区域IP分类、基于任务分类、基于作业进度分类、基于损耗分类、基于良品率分类、基于归属主体分类，基准值选自针对该类别的依据经验而确定的预设值、针对该类别的统计均值，当比较结果为不合格则提示终止当前终端***运行并实施警报反馈警报信息。

在本发明的一个或多个实施方式中，加工信息包括材质、进刀角度、进刀量、刀具类型、进刀速度、产品温度、产品尺寸/形状信息。

在本发明的一个或多个实施方式中，运行信息包括加工路径信息、冷却液类型及供液速度、主机功率、主轴转速、主机电流、环境温度。

在本发明的一个或多个实施方式中，在线监控***还包括云***，通信连接监控中心和位于各区域的终端***，以实施信息交互和更新，交互信息至少包括如下任一：加工信息、运行信息、基准值、分类结果。

在本发明的一个或多个实施方式中，监控***还包括本地中心，本地中心分别通信连接云***和若干本地终端***，本地中心独立地接受若干本地终端***的加工信息、运行信息，并依据云***获得的交互信息对各本地终端***的运行状态实施监控。

在本发明的一个或多个实施方式中，云服务器实施交互的交互信息还包括指定比较信息，指定比较信息为：依据监控中心的监控指令由指定的若干终端***获取反馈的信息，并基于信息分类并将分类结果与各分类的基准值进行比较。

在本发明的一个或多个实施方式中，警报信息至少包括警报时数控机床当前节点的目标信息以及参照信息，参照信息至少为执行同类任务的数控机床在当前节点的目标信息以及参照信息。

在本发明的一个或多个实施方式中，参照信息为同类型数控机床中任务结果最佳时所匹配的的目标信息或为同类型数控机床中在当前任务执行中统计的目标信息的均值。

在本发明的一个或多个实施方式中，任务结果最佳为同一任务执行过程中，当前统计的加工质量合格的时序排列最优值。

在本发明的一个或多个实施方式中，目标信息的均值为同一任务执行过程中，同类型数控机床在当前统计的加工质量合格的时序排列前5-10％中平均值。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

本发明的区域加工中心在线监控***的一种实施方式中，包括匹配到各执行具体加工操作的数控机床(包括而三轴数控机床、五轴加工中心等)的终端***，一般而言一台本地的数控机床或者加工中心即匹配一套终端***，每一套终端***为了获取接入机床而获取部分信息如主机功率、主轴转速、主机电流、进刀速度、进刀量等的数据接口，数据接口可以为RS232等；用于获取环境温度和产品温度的多个温度传感器；用于获取产品形状信息的CCD相机等；用于获取冷却液供液速度的流量计；用于完成材质、进刀角度、工路径信息、冷却液类型等信息输入的输入设备如触摸显示器、键盘或者USB接口、互联网通信设备等。同时为了处理这些信息，还可以设置有芯片电路用于存储、计算、上传、下载等。具体的监控***的设置功能和器件结构，可以是视任务或者机床的运行需求而增减的，而不局限于前述部分。

本发明的区域加工中心在线监控***的一种实施方式中，区域加工中心在线监控***中可以为了满足对不同机床个体的单独监控，其设置有若干个终端***，在任务执行过程中，视管理和监控的需求，各终端***可以依据所匹配的机床所处的位置信息(如登记地址信息等，在同一地址的可以再进行额外的编号排序以进行区分)和/或目标数控机床执行的任务信息(任务信息包括任务类型、产品类型、任务进度等)等实施分组，终端***由目标数控机床采集目标信息并向监控中心实施反馈，并最终在监控中心实施展示。目标信息选自加工信息和/或运行信息：加工信息为目标数控机床对零件产品实施加工得到的产品状态信息、运行信息为目标数控机床对零件实施加工时的运行状态信息。加工信息可以包括材质、进刀角度、进刀量、刀具类型、进刀速度、产品温度、产品尺寸/形状信息等，这里的信息可以由CCD相机等视觉设备或者温度传感器等对产品进行实时采集。运行信息包括加工路径信息、冷却液类型及供液速度、主机功率、主轴转速、主机电流、环境温度。

本发明的区域加工中心在线监控***的一种实施方式中，监控中心，主要作为一个信息展示和监控设备，可以为通信连接到主机的信息大屏等，在这里主要用于远程通信到云服务器或者终端***等以获取至少由终端***反馈的信息，并基于信息分类并将分类结果与各分类的基准值进行比较，进而对分类结果和比较结果展示标记，信息分类至少为如下一种：基于区域IP分类、基于任务分类、基于作业进度分类、基于损耗分类、基于良品率分类、基于归属主体分类，基准值选自针对该类别的依据经验而确定的预设值、针对该类别的统计均值，当比较结果为不合格则提示终止当前终端***运行并实施警报反馈警报信息。当然也可以用于接收指令信息如将修正信息包括机床的加工控制参数修正信息、产品状态修正信息包括夹具调整等信息等以满足在线实时监控后对需要优化的数控机床进行远程控制和优化。

本发明的区域加工中心在线监控***的一种实施方式中，在线监控***为了满足数据高效存储、交互、计算处理等，提升***的运行效率，还可以包括云***，其通信连接监控中心和位于各区域的终端***，云***实现对各终端***反馈数据的存储和计算处理、向各终端***以及监控中心实施数据分发等，从而用于实施信息交互和更新，这种交互和更新可以为程序自动运行，也可以为依据指令而调用。交互信息至少包括如下任一：加工信息、运行信息、基准值、分类结果。比如在云***中实时执行计算作业以对当前统计的加工质量合格的终端获取的参数进行排列以获得当前时序(这里时序是指按照时间先后的序列。执行统计时当前时序则指当前时间节点。下同)下的排列最优值，即形成部分或者全部的加工信息最优值和/或运行信息最优值，这里的部分或者全部可以为例如形成加工信息中最优的一项或者几项等信息选取。分类结果可以为依据加工进度如工作任务完成90％的目标数控机床等进行分类、依据良品率如良品率95％的目标数控机床等进行分类，这里的分类可以为针对单一目标数据机床进行，也可以为依据选择指令针对特定区域的多个目标数控机床作为整体进行综合分类。

本发明的区域加工中心在线监控***的一种实施方式中，监控***还包括本地中心，本地中心分别通信连接云***和若干本地终端***，本地中心独立地接受若干本地终端***的加工信息、运行信息，并依据云***获得的交互信息对各本地终端***的运行状态实施监控。通过监控，可以实时对运行状态和加工状态等进行比较，对本地需要调整的设备及其工艺实施实时的调整优化。此时本地的数据运行和监控可以不依赖各机床自身的算力和资源限制，从而可以由本地中心统一执行本地数据的存储、运算和控制，同样也可以统一地与云***实施数据以及指令等的交互。当然为了满足应用需求，提升监控过程中数据监控的参照效率和比对质量，云服务器实施交互的交互信息还包括指定比较信息，指定比较信息为：依据监控中心的监控指令由指定的若干终端***获取反馈的信息，并基于信息分类并将分类结果与各分类的基准值进行比较。这里的指令可以是在预设的分类或者比较指令外，控制人员还可以在监控中心自行设定其他的调用指令，如对特定区域或者特定任务的加工作用进行连续跟踪比较等。

本发明的区域加工中心在线监控***的一种实施方式中，警报信息至少包括警报时数控机床当前节点的目标信息以及参照信息，参照信息至少为执行同类任务的数控机床在当前节点的目标信息以及参照信息。其中参照信息为同类型数控机床中任务结果最佳时所匹配的的目标信息或为同类型数控机床中在当前任务执行中统计的目标信息的均值。任务结果最佳为同一任务执行过程中，当前统计的加工质量合格的时序排列最优值。目标信息的均值为同一任务执行过程中，同类型数控机床在当前统计的加工质量合格的时序排列前5-10％中平均值。

以下实施例中，将本发明在线监控***应用于分布式加工中心的加工过程实时监控，这里以跟踪温度对加工质量的影响为代表，选择威海、广州、苏州、西安等四地为分布式加工中心试验地，每个试验地分别配制Leaderway-V450、沈阳机床6180、HMC630或者同类型机床各3台，分别执行10000件/地区的6082铝合金材质的异形薄壁扇叶加工作业，在任务执行开始前，预先调试各试验地的机床的运行状态和工作参数(调试时，可以由云服务器下载匹配到各机型的相应零件的工作参数，包括进刀角度、进刀量、刀具类型、进刀速度、加工路径信息、冷却液类型及供液速度、主机功率、主轴转速等，同时还可以将云服务器存储的主机电流、环境温度、产品建模数据等监控指标下载到本地主机，由本地主机对相应的参数信息实施实时监控)。在每一台机床上均设置10个温度测量点，每个温度测量点处均设置一个温度传感器，并在机床主轴的X轴向、Y轴向、和/或Z轴向安装一个或多个电涡流位移传感器和高精度CCD相机，在连续生产过程中实时进行温度等数据采集，采集到数据通过局域网汇总到本地主机(本地主机可以为一台工作电脑)，有主机实施汇集和处理(处理可以包括分类、标记、比较等)并上传至设置在南京的监控中心。其中，下表为10个温度传感器测量数控机床温度情况的位置及作用。

传感器	位置	作用
			T1～T5	主轴前轴承	测量轴承温度
T7，T8	主轴电机	测量电机温度
			T6，T9	主轴箱	测量主轴箱温度
T10	机床外壳	测量环境温度

南京监控中在预设分组时，可以考虑沿海和内陆的差异，而将威海、广州、苏州分为一组，而将西安分类另一组，进行监控成品率、报废率、刀具损耗、润滑油影响、交通运算以及成本等方面的因素，当然此时由于降水量和湿度等可能产生的影响也可以被加以对照。另一方面在考虑环境温度以及环境导致的能耗的影响时，可以将1、广州；2、苏州；3、威海、西安等分为三组，进行监控成品率、报废率、刀具损耗、润滑油影响、交通运算以及成本等方面的因素，当然此时由于维度带来的等可能产生的影响也可以被加以对照。此外例如交通条件、人力资源等同样可以被加以参考用来分组。

监控中心实时对各机床的进刀角度、进刀量、刀具类型、进刀速度、产品温度、产品尺寸/形状信息等，以及机床的当前执行的加工路径信息、冷却液供液速度、主机功率、主轴转速、主机电流、环境温度。以及单个零件的加工进度、本地区总体任务进度和整个任务包的进度进行跟踪。

一个时刻，苏州加工中心的Leaderway-V450触发警报，监控中心报错显示主轴温度波动较大，提示监控人员呼叫检查，同时下苏州的本地主机下发检查单：包括机号(suz001)、操作建议(如停机检查等)、检查事项(如检查刀具是否发生磨损、是否发生崩刀、是否进刀过深、冷却液是否不足、冷却液喷嘴是否偏离位置等)，本地主机触发警报(鸣笛、亮灯)，机床暂停作业。检查维护完毕后，恢复加工作用，监控中心以及本地主机显示该机上线，加工任务继续进行。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种区域加工中心在线监控***，包括

终端***，其设置有若干个，各终端***依据位置信息和/或目标数控机床执行的任务信息实施分组，所述终端***由目标数控机床采集目标信息并向所述监控中心实施反馈，所述目标信息选自加工信息和/或运行信息：所述加工信息为所述目标数控机床对零件产品实施加工得到的产品状态信息、所述运行信息为所述目标数控机床对零件实施加工时的运行状态信息；

监控中心，用于远程通信以获取至少由终端***反馈的信息，并基于信息分类并将分类结果与各分类的基准值进行比较，进而对分类结果和比较结果展示标记，所述信息分类至少为如下一种：基于区域IP分类、基于任务分类、基于作业进度分类、基于损耗分类、基于良品率分类、基于归属主体分类，所述基准值选自针对该类别的依据经验而确定的预设值、针对该类别的统计均值，当比较结果为不合格则提示终止当前终端***运行并实施警报反馈警报信息。

2.如权利要求1所述的区域加工中心在线监控***，其特征在于，所述加工信息包括材质、进刀角度、进刀量、刀具类型、进刀速度、产品温度、产品尺寸/形状信息。

3.如权利要求1所述的区域加工中心在线监控***，其特征在于，所述运行信息包括加工路径信息、冷却液类型及供液速度、主机功率、主轴转速、主机电流、环境温度。

4.如权利要求1所述的区域加工中心在线监控***，其特征在于，还包括云***，通信连接监控中心和位于各区域的所述终端***，以实施信息交互和更新，交互信息至少包括如下任一：加工信息、运行信息、基准值、分类结果。

5.如权利要求4所述的区域加工中心在线监控***，其特征在于，还包括本地中心，所述本地中心分别通信连接云***和若干本地终端***，所述本地中心独立地接受若干所述本地终端***的加工信息、运行信息，并依据云***获得的交互信息对各所述本地终端***的运行状态实施监控。

6.如权利要求4所述的区域加工中心在线监控***，其特征在于，所述云服务器实施交互的交互信息还包括指定比较信息，所述指定比较信息为：依据所述监控中心的监控指令由指定的若干所述终端***获取反馈的信息，并基于信息分类并将分类结果与各分类的基准值进行比较。

7.如权利要求1所述的区域加工中心在线监控***，其特征在于，所述警报信息至少包括警报时数控机床当前节点的目标信息以及参照信息，所述参照信息至少为执行同类任务的数控机床在当前节点的目标信息以及参照信息。

8.如权利要求7所述的区域加工中心在线监控***，其特征在于，所述参照信息为同类型数控机床中任务结果最佳时所匹配的的目标信息或为同类型数控机床中在当前任务执行中统计的目标信息的均值。

9.如权利要求8所述的区域加工中心在线监控***，其特征在于，所述任务结果最佳为同一任务执行过程中，当前统计的加工质量合格的时序排列最优值。

10.如权利要求8所述的区域加工中心在线监控***，其特征在于，所述目标信息的均值为同一任务执行过程中，同类型数控机床在当前统计的加工质量合格的时序排列前5-10％中平均值。