才茂通信數(shù)控機(jī)床無線遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)方案

▋應(yīng)用背景

隨著現(xiàn)代機(jī)械加工對(duì)復(fù)雜化、精密化、大型化以及自動(dòng)化設(shè)備的要求不斷提高，數(shù)控機(jī)床設(shè)備日益得到廣泛應(yīng)用。數(shù)控機(jī)床設(shè)備對(duì)加工質(zhì)量及效率起著關(guān)鍵乃至核心作用，其造價(jià)往往相當(dāng)昂貴。因此加工設(shè)備的損壞或故障停機(jī)以及生產(chǎn)效率的降低都會(huì)造成一定的損失。為了確保數(shù)控機(jī)床設(shè)備的正常運(yùn)行和預(yù)防式維護(hù)，才茂通信采用了工業(yè)級(jí)5G/4G網(wǎng)關(guān)，針對(duì)廠商特定需求而量身打造數(shù)控機(jī)床設(shè)備遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)預(yù)防式維護(hù)數(shù)控機(jī)床，提升自動(dòng)化產(chǎn)線效能！

數(shù)控機(jī)床是工作于生產(chǎn)第一線，直接參與生產(chǎn)加工，是智能生產(chǎn)的重要一環(huán)，數(shù)控機(jī)床設(shè)備需求大幅增加，由于機(jī)床設(shè)備廠商產(chǎn)品覆蓋范圍廣泛，售后服務(wù)區(qū)域廣，設(shè)備售后維護(hù)成了一個(gè)大問題：

1、無法保障設(shè)備可靠穩(wěn)定運(yùn)行，減少不必要的停機(jī)時(shí)間 ；

2、設(shè)備操作人員水準(zhǔn)參差不齊，可能一些小問題都需要有售后人員現(xiàn)場(chǎng)去處理，降低了維護(hù)人員使用效率，增加維護(hù)成本 ；

3、服務(wù)面臨更大的壓力，設(shè)備在生產(chǎn)中出現(xiàn)問題，廠商客戶已經(jīng)不滿足于24小時(shí)解決，而要求立即作出反映并解決問題；

4、廠商客戶反饋設(shè)備問題時(shí)，因反饋人員個(gè)人表達(dá)的差異或準(zhǔn)確度不夠會(huì)造成描述的問題并不是真實(shí)存在的問題。

▋系統(tǒng)介紹

才茂通信數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)方案是將分布式部署在各地現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)控機(jī)床接入到云系統(tǒng)，對(duì)機(jī)床設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、易損部件磨損程度及電氣控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集分析。才茂5G/4G WiFi智能網(wǎng)關(guān)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)監(jiān)控、數(shù)據(jù)安全防護(hù)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)上報(bào)，數(shù)據(jù)傳輸。智能網(wǎng)關(guān)為數(shù)控機(jī)床和云中心提供安全高速的連接，雙模雙WIFI應(yīng)用實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸鏈路冗余備份，保證數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)不會(huì)中斷，使工程師及時(shí)了解數(shù)控機(jī)床設(shè)備運(yùn)行情況，縮短故障響應(yīng)時(shí)間以及制定預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃，節(jié)約大量的人力和物力成本。

 以往傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床數(shù)據(jù)檢測(cè)串聯(lián)方式，當(dāng)某一臺(tái)硬件或者軟件發(fā)生故障時(shí)，會(huì)影響多臺(tái)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)。受RS232傳輸距離的限制，超過15米時(shí)必須增加長距離接收器，并且需要較多PC機(jī)一起配合實(shí)現(xiàn)。

數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案利用傳感器技術(shù)在數(shù)控機(jī)床上安裝傳感器----溫度傳感器、電壓傳感器、壓力傳感器、速度傳感器、位移傳感器及激光傳感器等用來檢測(cè)數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)軸、刀具以及其它床身機(jī)械或電氣部件的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)地采集數(shù)控機(jī)床各設(shè)備的溫度、振動(dòng)、聲音等信息，把檢測(cè)到的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，傳感器數(shù)據(jù)以RS232/RS485/IO/以太網(wǎng)口接口傳送到智能網(wǎng)關(guān)，應(yīng)用5G/4G/WiFi等方式進(jìn)行傳輸，服務(wù)器根據(jù)不同的狀態(tài)信息實(shí)時(shí)記錄和監(jiān)視機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)。

通過服務(wù)器數(shù)據(jù)庫，歷史記錄故障信息參數(shù)、刀補(bǔ)參數(shù)、螺距補(bǔ)償、工作坐標(biāo)等，為后續(xù)使用和維護(hù)提供依據(jù)。為防止數(shù)控機(jī)床信息丟失，數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)、PLC的I/O狀態(tài)數(shù)據(jù)、伺服和主軸相關(guān)數(shù)據(jù)、波形診斷數(shù)據(jù)、報(bào)警信息或系統(tǒng)識(shí)別等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)備份，對(duì)NC程序的調(diào)用和保存進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范的管理。當(dāng)出現(xiàn)參數(shù)丟失或意外更改等故障時(shí)，通過網(wǎng)絡(luò)重置參數(shù)，從而解決手工恢復(fù)量太大，速度慢、效率低的問題。

利用無線5G/4G/WIFI網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，管理者通過手機(jī)/PC等終端設(shè)備，實(shí)時(shí)訪問查看平臺(tái)的產(chǎn)品所處的運(yùn)行狀態(tài)。并且可以針對(duì)制作工序進(jìn)行檢測(cè)，從而自動(dòng)核算出產(chǎn)量及生產(chǎn)效率等相關(guān)數(shù)據(jù)。

 ▋系統(tǒng)功能

1、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集——機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控

才茂工業(yè)智能物聯(lián)網(wǎng)關(guān)具有豐富接口，包括RJ45/RS232/RS485/IO/WIFI等，并且兼容Modbus、MQTT等多種工業(yè)協(xié)議，保障數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確完整，支持采用不同設(shè)備的廠商的設(shè)備和系統(tǒng)接入，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間、機(jī)器之間的互聯(lián)和信息交互，能實(shí)時(shí)將機(jī)床的通訊端口的狀態(tài)，當(dāng)前傳輸?shù)某绦蛎Q，傳輸?shù)倪M(jìn)度等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，為工廠用戶提供關(guān)鍵設(shè)備數(shù)據(jù)，并在云端形成相對(duì)完整、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

2、網(wǎng)絡(luò)邊緣互聯(lián)互通——實(shí)現(xiàn)本地化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理

在現(xiàn)場(chǎng)級(jí)布署邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)工業(yè)智能物聯(lián)網(wǎng)關(guān)，匯聚機(jī)床生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)及來自工業(yè)控制系統(tǒng)如 PLC、歷史數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)、過程控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)底層設(shè)備橫向互聯(lián)以及與上層系統(tǒng)縱向互通的連接，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的邊緣處理，降低網(wǎng)絡(luò)開銷和后臺(tái)平臺(tái)壓力，也可以對(duì)故障隱患進(jìn)行本地預(yù)判，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)潛在故障，減少生產(chǎn)停工風(fēng)險(xiǎn)

3、遠(yuǎn)程維護(hù)——低運(yùn)維成本

對(duì)每臺(tái)機(jī)床進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷，遠(yuǎn)程遙控，進(jìn)行系統(tǒng)軟件自動(dòng)更新下載、信息傳輸?shù)裙δ?，運(yùn)維人員無需去現(xiàn)場(chǎng)就能及時(shí)解決故障問題。

4、提高用戶體驗(yàn)

設(shè)備問題及時(shí)解決，提升工作效率，同時(shí)提高廠商客戶用戶體驗(yàn)

5、云平臺(tái)遠(yuǎn)程管理

工業(yè)智能物聯(lián)網(wǎng)關(guān)支持接入云管理平臺(tái)，通過設(shè)備管理云可以實(shí)時(shí)查看設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)在線設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程升級(jí)，數(shù)據(jù)配置等功能，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)可以通過圖表形式統(tǒng)計(jì)和查看，也可以導(dǎo)出備案。設(shè)備管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)傳輸終端設(shè)備集中式的管理，遠(yuǎn)程監(jiān)控維護(hù)。

▋系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

1、系統(tǒng)部署簡便、快速

施工周期短，部署簡單；

設(shè)備端口簡單易接，配置簡單易懂；

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)成熟穩(wěn)定可靠，可利用現(xiàn)有服務(wù)器資源部署云管理平臺(tái)環(huán)境。

2、用戶使用方便、快捷

終端設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，云管理平臺(tái)部署簡便，可視化參數(shù)配置頁面；

用戶可直接通過手機(jī)或PC端網(wǎng)頁訪問平臺(tái)查看工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)情況。

3、提供開放接口 擴(kuò)展性強(qiáng)

才茂5G/4G通信網(wǎng)關(guān)終端具有高速數(shù)據(jù)處理、大容量內(nèi)存與儲(chǔ)存空間、支持標(biāo)準(zhǔn)串口、網(wǎng)口等接口，可擴(kuò)展接各式各樣的下位機(jī)，系統(tǒng)整體擴(kuò)展性強(qiáng)；

云平臺(tái)提供應(yīng)用接口，支持二次開發(fā)，部署企業(yè)私有工業(yè)云平臺(tái)；

▋行業(yè)應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)

1、對(duì)數(shù)控機(jī)床使用廠家來說

（1）實(shí)現(xiàn)預(yù)知維修，及早發(fā)現(xiàn)故障隱患，減少機(jī)床停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)率；當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障隱患可以在遠(yuǎn)程診斷和服務(wù)系統(tǒng)的指導(dǎo)下控制機(jī)床的加工，把損失降低到最低。

（2）遠(yuǎn)程與制造商互動(dòng)，完善機(jī)床使用技巧，使機(jī)床利用率最高。同時(shí)可做到保護(hù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)加密不外泄。

（3）合理預(yù)測(cè)機(jī)床壽命，使機(jī)床在保養(yǎng)、保產(chǎn)情況下合理服役。

2、對(duì)機(jī)床制造商與維保單位

（1）減少維保服務(wù)人員和費(fèi)用，節(jié)省故障維修時(shí)間，提高客戶滿意度；

（2）方便對(duì)機(jī)床使用情況進(jìn)行質(zhì)量跟蹤，發(fā)現(xiàn)機(jī)床缺陷，不斷完善機(jī)床質(zhì)量；

（3）對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)管理，故障早預(yù)防，維修對(duì)癥下藥。