數(shù)控批量加工進(jìn)度多信息集成的自動采集方法探討

邱志雄

(廣東機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510000)

數(shù)控批量加工進(jìn)度多信息集成的自動采集方法探討

Automatic collection method of information integration in the process of numerical control batches processing

邱志雄

(廣東機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510000)

隨著科技的不斷發(fā)展，需對產(chǎn)品設(shè)計和加工上加大力度，但目前大批量數(shù)控加工件數(shù)的信息采集很難得到保證，尤其精準(zhǔn)度更加難掌控，伴隨而來的是報廢數(shù)、返工數(shù)大大增加，由于產(chǎn)品數(shù)控加工信息內(nèi)容過于簡單，導(dǎo)致很多問題的發(fā)生。隨著數(shù)控加工慢慢的發(fā)展，對加工信息進(jìn)度提出了很多方案，通過各種方案后進(jìn)行篩選分析后，選擇信息集成的批量工件數(shù)控加工進(jìn)度自動采集，該自動采集方法是通過加工啟動訊號、加工過程、加工結(jié)束、相關(guān)信息參數(shù)等進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量檢測，同時伴隨著邏輯判斷和準(zhǔn)確分析得到準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。通過此次方法可以快速采集加工數(shù)、返工數(shù)、未完成數(shù)、良品數(shù)、報廢數(shù)等企業(yè)運營的一些數(shù)據(jù)，通過本文的詳細(xì)闡述，該項技術(shù)可以準(zhǔn)確采集到產(chǎn)品批量加工的詳細(xì)數(shù)據(jù)，對未來數(shù)控加工有很大幫助。

加工進(jìn)度；自動采集；多源信息

在車間進(jìn)行管理和優(yōu)化時，批量產(chǎn)品數(shù)控加工進(jìn)度信息自動監(jiān)控是一項重要內(nèi)容，其中加工進(jìn)度信息自動監(jiān)控中加工數(shù)、返工數(shù)、未完成數(shù)、良品數(shù)、報廢數(shù)都可查詢是否達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，管理和操作相關(guān)人員可實時的監(jiān)控工件加工信息，此類數(shù)據(jù)快速獲得后，可保證整體工作按時進(jìn)度，并縮短加工時間，整個生產(chǎn)流程的優(yōu)化，為設(shè)備提供最佳效率，通常情況下，批量加工產(chǎn)品采用加工完產(chǎn)品后進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，該項數(shù)據(jù)作為加工進(jìn)度信息，這種方法運用較多。一般自動化程度相對較高的企業(yè)采用的是條碼信息技術(shù)，通過無線射線識別技術(shù)準(zhǔn)確獲得加工狀態(tài)，實時采集各種數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了加工制造與企業(yè)資源數(shù)據(jù)的集合，該項技術(shù)運用幫助制造業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化管理。本文介紹的一款PLC機(jī)械加工數(shù)據(jù)系統(tǒng)，可快速將零件加工數(shù)、上下線進(jìn)行記錄，并讓管理層能快速掌握實時數(shù)據(jù)。

為了達(dá)到較為混亂的加工件詳細(xì)信息進(jìn)度,一些數(shù)控機(jī)床通過對每個加工件的功率進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄,并統(tǒng)計加工信息。機(jī)床加工功率信息采集通過機(jī)床運行過程的功率信息，將每個工件的功率信息和周期特征進(jìn)行記錄，將得到數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲取相應(yīng)的加工狀態(tài)，加工進(jìn)度信息自動獲取系統(tǒng)如圖1所示。

目前針對批量產(chǎn)品數(shù)控加工進(jìn)度信息自動監(jiān)控獲得了很大成效，但是在一些其他方面還是不足：①獲得單方面信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和收集，導(dǎo)致數(shù)據(jù)很難準(zhǔn)確。②批量產(chǎn)品數(shù)控加工進(jìn)度信息自動監(jiān)控中，現(xiàn)在的一些方法無法將成品加工與返修加工進(jìn)行區(qū)分，在加工數(shù)字上很難將這部分?jǐn)?shù)據(jù)去除掉，結(jié)果會造成數(shù)據(jù)過大，影響成體數(shù)據(jù)。本文批量產(chǎn)品數(shù)控加工進(jìn)度信息自動監(jiān)控進(jìn)行優(yōu)化，可以更好解決該問題。

1 面向批量工件數(shù)控加工進(jìn)度信息的多源信息分析

大批量的工件進(jìn)行數(shù)控加工，加工信息進(jìn)度可以直接反應(yīng)出影響因素，因為批量產(chǎn)品數(shù)控加工進(jìn)度信息自動監(jiān)控是車間內(nèi)信息的重要內(nèi)容，它直接影響車間內(nèi)的安全進(jìn)行，整個數(shù)控加工狀態(tài)可直接反應(yīng)出目前加工狀態(tài)，并通過數(shù)控機(jī)床的起始狀態(tài)、加工循環(huán)

狀態(tài)，可以快速反應(yīng)出加工件的完成狀態(tài)，根據(jù)數(shù)控加工信息和信號、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確獲得加工準(zhǔn)確率和效率，雖加工和返工存在著很大缺陷，但經(jīng)過加工信號可有效進(jìn)行記錄。

圖1 加工進(jìn)度信息自動獲取系統(tǒng)

對于相同的數(shù)控加工系統(tǒng)，在加工參數(shù)的相同情況下，相同加工件進(jìn)行加工時，加工功率大體上幾乎相同，在機(jī)械加工過程中，機(jī)械加工的傳輸功率直接反應(yīng)出機(jī)械工件的整體狀態(tài)，返加工和正常加工相比，通過在數(shù)控加工中功率和切削上存在很大差異，實際功率也會通過加工件的特征表現(xiàn)出來。

通過此次數(shù)控加工啟動/停止信號來進(jìn)行功率信息匯總，并根據(jù)批量加工件表現(xiàn)出種種信息，可以有效將返工數(shù)進(jìn)行區(qū)分，從而達(dá)到數(shù)控加工的準(zhǔn)確信息，但是往往集成數(shù)控加工很難判定工件是否可以到達(dá)目標(biāo)要求，根據(jù)客戶和企業(yè)最新消息，整體工件的質(zhì)量是工藝的最佳表現(xiàn)，所以要求集中質(zhì)量信息可以將產(chǎn)品進(jìn)行分類，將產(chǎn)品自動分為報廢品、待維修品、合格品。

此次研究的批量加工數(shù)，可以直接反應(yīng)出產(chǎn)品完成率。通過產(chǎn)品不同種狀態(tài)信息可以實時監(jiān)控產(chǎn)品加工效率和進(jìn)度，這些加工數(shù)據(jù)可隨時調(diào)整加工狀態(tài)，并合理分配任務(wù)，提高機(jī)臺使用效率。

2 基于多源信息集成的批量工件數(shù)控加工進(jìn)度信息自動采集方法

源于多種信息而集成的自動監(jiān)控技術(shù)，可以促進(jìn)批量加工件順利完成，并可得到相應(yīng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析。解析一些傳輸功率為加工提供強(qiáng)有力保障，并需要質(zhì)量數(shù)據(jù)作為前提，將產(chǎn)品公差做到最佳標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)加工信息和系統(tǒng)自動獲取記錄，通過系統(tǒng)邏輯進(jìn)行分析后得出結(jié)論。

3 批量工件數(shù)控加工進(jìn)度信息自動獲取系統(tǒng)

結(jié)合上述方法進(jìn)行開發(fā)批量工件加工信息自動獲取，其內(nèi)部整體結(jié)構(gòu)如圖2所示，該硬件設(shè)施包括功率傳感器、電子轉(zhuǎn)換器、多種信息相互交流，產(chǎn)品質(zhì)檢設(shè)備等。

我們常見的數(shù)控機(jī)床都會有通信接口，每個通訊接口都可與多功能信息硬件進(jìn)行連接，方便自動數(shù)控機(jī)臺的操作，通過機(jī)臺中傳感器的快速傳遞，將系統(tǒng)內(nèi)的功率信息進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化，并時刻可查到批量加工件的情況，質(zhì)檢儀器對批量產(chǎn)品進(jìn)行檢測后得到詳細(xì)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)進(jìn)行分類處理，并將該數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和分析。通過加工件進(jìn)行加工后得到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行整體數(shù)據(jù)集中，獲取整體加工進(jìn)度，如圖3為批量工件數(shù)控加工進(jìn)度自動獲取框架。

（1）通過該硬件為整個系統(tǒng)提供了方便快捷的服務(wù)，功率傳感器為批量加工得到了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，無線測量儀器也為工件質(zhì)量提供了保證，多功能信息監(jiān)視

系統(tǒng)為整個數(shù)據(jù)提供良好的平臺。

圖2 加工進(jìn)度信息自動獲取系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

（2）該數(shù)據(jù)通過多功能信息相互轉(zhuǎn)換來進(jìn)行控制數(shù)控機(jī)床、互感器、無線測量儀器等高精密儀器，這些設(shè)備集成了所有設(shè)備優(yōu)點進(jìn)行管控并加工該工件，為了確保產(chǎn)品工件的質(zhì)量和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，本次數(shù)控機(jī)床采用PROFIBUS為傳輸介質(zhì)，將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，當(dāng)數(shù)控加工工件加工時，工件加工進(jìn)度會自動向數(shù)控機(jī)床傳輸指令，這時該系統(tǒng)就能以固定模式分析機(jī)床內(nèi)的數(shù)據(jù)狀態(tài)，并進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析。

（3）數(shù)據(jù)在進(jìn)行存儲過程中，需要有大量數(shù)據(jù)作為依據(jù)參考，由于目前一些設(shè)備實時功率較大，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫很難承載，這些會直接影響該系統(tǒng)的正常運作，所以在數(shù)據(jù)存儲過程中，會采用TXT格式進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，該格式優(yōu)點是可存儲大量數(shù)據(jù)，并準(zhǔn)確進(jìn)行記錄。

（4）當(dāng)該項數(shù)據(jù)經(jīng)過分析后傳輸?shù)讲僮魅藛T或相應(yīng)的管理層，這些數(shù)據(jù)可進(jìn)行查閱和存檔，方便后人作為經(jīng)驗參考，并根據(jù)這些做出相應(yīng)的優(yōu)化。

圖3 批量工件加工進(jìn)度信息自動獲取系統(tǒng)整體框架

4 結(jié)束語

本文簡要論述了大批量數(shù)控加工件數(shù)的信息自動采集運用，大批量數(shù)控加工件數(shù)的信息自動采集仍需不斷地改善。創(chuàng)新需高技術(shù)人才，采用合理方式和管理手段，才能促進(jìn)大批量數(shù)控加工件數(shù)的信息自動采集的發(fā)展。加強(qiáng)人員素質(zhì)，提高信息使用才能促進(jìn)大批量數(shù)控加工件數(shù)的信息自動采集。我們要不斷總結(jié)經(jīng)驗，改善方法，才能使我國信息技術(shù)健康穩(wěn)定的發(fā)展。大批量數(shù)控加工件數(shù)的信息自動采集在以后每個信息企業(yè)中應(yīng)用越來越廣泛，對我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)起到重要作用。為了增強(qiáng)大自動采集運用，必須在一定程度上加大批量數(shù)控加工件數(shù)的信息自動采集力度，為社會贏得一個良好的環(huán)境。

[1] 劉衛(wèi)寧,黃文雷, 孫棣華,等. 基于射頻識別的離散制造業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 計算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2007, 13(10)∶286～287.

[2] 鄢 萍, 李 超,劉 飛. 一種基于宏指令的數(shù)控加工進(jìn)度采集方法[J]. 重慶理工大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2010, 24(6)∶ 18～19.

[3] 賈 順, 唐任仲, 呂景祥. 基于動素的切削功率建模方法及其在車外圓中的應(yīng)用[J]. 計算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2013, 19(5)∶1 015～1 016.制造執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 計算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2007, 13(10)∶286～287.

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(R-03)

無人機(jī)輕量化趨勢助推工程塑料行業(yè)發(fā)展

近年來，無人機(jī)產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展，并逐步確定了其市場格局。與此同時，工程塑料作為一種性能優(yōu)異的高分子材料，逐步取代了原有的金屬材料，并應(yīng)用于無人機(jī)的材料構(gòu)成中。

無人駕駛飛機(jī)簡稱“無人機(jī)”，英文縮寫為“UAV”，是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)，正在實現(xiàn)幫助人類完成大量的空中作業(yè)，包括噴灑農(nóng)藥、送快遞、航拍、電路巡檢、遠(yuǎn)程勘探、娛樂體驗等應(yīng)用方向。

隨著時代的進(jìn)步，無人機(jī)不再是專業(yè)用戶的特屬，也逐步走近了普通用戶的生活。而工程塑料也逐步取代了原有的金屬材料應(yīng)用于無人機(jī)的材料構(gòu)成。

工程塑料是一類可以作為結(jié)構(gòu)材料在較寬的溫度范圍內(nèi)承受機(jī)械壓力，在較為苛刻的化學(xué)和物理環(huán)境下使用的高性能高分子材料。它是一類強(qiáng)度、韌性、耐熱性、硬度、以及抗老化性能均衡的高性能材料，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)零件和外殼材料。

無人機(jī)的機(jī)身、機(jī)翼、護(hù)翼、起落架等部件都可以使用工程塑料，除了可以節(jié)約成本之外，還具有金屬不具備的優(yōu)勢，如：減輕機(jī)身重量，提升續(xù)航能力;降震減噪，提升整機(jī)抗沖性能;減少金屬材料對遠(yuǎn)程信號干擾;簡化成型工藝，提升產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計靈活性。

摘編自“中國塑料技術(shù)網(wǎng)”

（R-03)

TQ330.41

1009-797X(2016)22-0038-03

B DOI∶10.13520/j.cnki.rpte.2016.22.014

邱志雄（1976-），男，本科，主要從事數(shù)據(jù)加工等方面的研究工作。

2016-09-18