基于物联网技术的数控机床监控系统研究

针对数控机床在零件加工过程中出现的数据采集手段过时,生产线实时监控能力弱的情况,介绍物联网技术应用于数控机床监控系统的新方法,并分析监控系统的可行性,故提出基于物联网技术的监控模式,构建该模式下的监控系统的体系结构,在这种模式下,研究了系统的实现方法,并开发出原型系统,系统的开发与应用表明,该系统在解决监控问题方面具有一定成效。     

异构数控机床数据采集系统的设计与实现

为了实现企业车间不同档次和型号数控机床的信息化管理,研究开发了一套异构数控机床数据采集系统,详细阐述了数据采集方法、系统软件/硬件设计方法及异构机床的联网方案。系统实现了对企业车间生产线不同数控机床运行状态及其运行数据的实时采集,并利用实时采集数据完成了对整个生产线运行情况的实时监控和分析。     

基于LabVIEW的数控机床形位误差精密测量系统

为了实现对数控机床形位误差精密测量,采用扭簧表及大理石平尺搭建导轨直线度测量装置,以HEIDENHAIN绝对式直线光栅尺为定位精度测量硬件,PC端通过数据采集卡获取测量信息,并基于LabVIEW开发虚拟仪器,实现了对数控机床导轨直线度、定位精度和重复定位精度项目的测量;提出了一种基于LabVIEW平台构建数控机床形位误差测量系统的新方案。在相同的检测参数下,对同一台数控机床进行检测,并与激光干涉仪测量的数据比对,激光干涉仪采用GB/T17421.2-2000统计分析方法,实验结果表明,本系统具备较高的测量分辨率和测量精度。     

数控机床高频信号高精度数据采集系统设计

传统数据采集系统存在精度差、采集速率低等问题,难以应用于数控机床高频信号采集,制约了机床后级系统性能的提升,为此开展了数控机床高频信号高精度数据采集系统的研究。首先提出了基于STM32和FPGA的数据采集系统整体结构;然后分析了前端调理电路、AD采集电路、STM32与FPGA控制电路、以太网通信电路和电源电路,设计了数据采集系统控制程序;最后进行了数据采集系统的测试验证。相关测试结果表明,数据采集系统可有效采集数控机床的高频信号,具有较高精度和稳定性,工程应用价值较好。     

机床电能在线监测系统设计与开发

针对数控机床电源在线监测功能需求,基于车间信息化生产网络,研发了PMS2.0能效管理及电力监控系统并已成功应用于车间机床电源管理中,实现了对数控机床电能监测﹑数据采集﹑网络控制与通讯等功能。     

基于西门子Trace Service数控机床五轴联动精度评估模块二次开发

以西门子840D sl SINUMERIK Operate为系统应用框架,基于Trace Service数据采集功能,开发了一种以空走S试件轨迹为对象的数控机床五轴联动精度评估模块。针对Trace Service数据采集机制进行核心原理分析,通过S试件轨迹运行过程的数据需求,梳理数据采集流程并设计坐标轴数据采集子模块,再将数据采集结果进行分析提取进行坐标轴向刀尖点的转换,结合图形数字化手段完成轮廓误差图形与指标展示,综合实现数控机床五轴联动精度的评估。该模块利用S试件优秀的联动精度评估性能,集成高效数据采集与轮廓评估展示,避免了传统模式下采集和评估过程的繁琐性,有效提升了评估过程的经济性与效率。     

基于工业互联网的数控机床数据采集平台应用研究

设计并实现一种基于工业互联网的数控机床数据采集平台,实现远程感测、实时监测和功能动态扩展,并能为后续远程诊断提供安全可靠的数据。该数据平台基于工业互联网的,采用MTconnect协议标准,在物理层实现物理机床的和传感器的部署;在网络层开发适配器和代理服务器模块,实现数据平台的实时监测和动态拓展;在应用层开发了对采集数据的处理的数据可视化平台,并能支持不同的机器学习算法用于对所采集数据的分析。系统设计中对数据采集进行优化,在一个周期内发现数据有变化才将数据上传到数据平台,从而避免大量数据传输造成网络的延迟和冗余。最后通过实验,验证所开发的数据采集平台的有效性,满足数控机床对数据采集与分析的需求。     

数控机床刀具故障在线监测系统开发

介绍小波分析、虚拟仪器及其软件开发平台LabVIEW基本原理的基础上,着重阐述了小波消噪和奇异信号检测在数控机床刀具故障诊断中的应用,以及小波分析与虚拟仪器相结合应用于故障信号分析.设计开发了基于LabVIEW8.2虚拟平台的数控机床刀具故障监测系统,该系统将数据采集,数据分析和故障诊断融为一体,实现机械设备在线检测、实时故障诊断.最后通过数控铣床刀具磨损故障监测实验,验证了该监测系统在工程实际应用中的合理性和实用性.     

基于GPRS的数控机床远程监控诊断系统设计

现有数控机床监控系统存在网络化程度低、故障诊断周期长、维护成本高等问题,随着移动互联网技术的不断成熟与发展,其在工业领域的应用进一步深入。文章提出了基于云服务器的数控机床远程监测系统,解决了多台智能设备同时远程监控数控机床的困难。结合GPRS通信技术与智能手机技术,建立了适合于数控机床的远程数据采集软硬件应用方案,实现GPRS技术在数控机床远程监测上的应用,为数控机床故障的快速诊断提供参考。     

嵌入式Modem接口电路设计在数控机床远程监测诊断系统中的应用

数控机床的远程监测诊断变得越来越重要,开发具备网络功能的嵌入式数据采集器是系统实现的关键技术.利用嵌入式Modem实现嵌入式数据采集器拨入Internet的功能,可以完成将现场采集的信号发送到远程诊断中心的任务;利用Web服务完成了数据采集器对远程数据库访问接口的设计,并实现了嵌入式数据采集器对Web服务的调用.     

基于LabVIEW的高速滚珠丝杠副综合测试系统研发

为满足高档数控机床对滚珠丝杠副的高速、高精度、高寿命、高可靠性等要求,采用各种专业传感器及美国NI多功能M系列数据采集卡PCI6250作为测试系统的数据采集前端,以LabVIEW为系统开发平台,设计实现了基于LabVIEW的高速滚珠丝杠副综合性能测试系统.该测试系统集数据采集、显示、存储和生成报告等功能为一体,可实现滚珠丝杠副加速度、速度、温升、热位移、噪声、定位精度及重复定位精度、静刚度及动刚度、摩擦力矩等性能参数的在线实时测量.基于LabVIEW的滚珠丝杠副综合测试系统的成功开发为高速滚珠丝杠副产品性能的提高提供了有参考价值的检测手段.     

嵌入式Modem接口电路设计在数控机床远程监测诊断系统中的应用

数控机床的远程监测诊断变得越来越重要，开发具备网络功能的嵌入式数据采集器是系统实现的关键技术。利用嵌入式Modem实现嵌入式数据采集器拨入Internet的功能，可以完成将现场采集的信号发送到远程诊断中心的任务；利用Web服务完成了数据采集器对远程数据库访问接口的设计，并实现了嵌入式数据采集器对Web服务的调用。     

基于CRIO的机床温度数据采集系统设计与分析

为了实现机床运行状态的数据采集和分析,设计了基于CompactRIO的机床状态检测与分析平台。数据采集模块将NI9516温度采集板卡和LabVIEW程序相结合解决了传统数控机床数据采集系统无法实时地采集数控机床温度信息的缺陷。运用LabVIEW编写的数据分析模块首先从采集到的信号中提取若干数据,其次运用格拉布斯准则剔除数据中的粗大误差,最后通过牛顿插值法拟合出相应的曲线,以反映温度的变化趋势。温度数据采集系统涵盖了硬件平台的搭建以及软件程序的编写,优化了人机界面,可以实时监测到机床工作区域运行状态的变化。     

数控机床伺服进给系统动态性能测试平台开发

首先分析了数控机床伺服进给系统动态性能测试功能需求和方案,之后给出了基于正弦波编码器的位置信号算法和基于矢量控制原理的iq算法,描述了基于Labview和NI数据采集设备的软硬件平台搭建,实现了数控机床伺服进给系统位置、速度和电流iq的同步测试,最后给出了测试平台的实际应用效果。     

基于意象尺度的数控机床造型风格意象认知研究

研究了数控机床的造型设计，以提升数控机床的造型品质。将语意差异法及意象尺度图的实验应用于数控机床造型风格意象认知研究，通过系列实验获取了描述数控机床造型的形容词对，并建立了数控机床造型风格的意象空间。研究开发了基于网络的计算机辅助工业设计系统，该系统规范了数控机床造型风格意象的描述，并辅助系统用户进行数控机床造型风格意象的认知，从而为国内的数控机床生产厂商提供了造型支持，进而为数控机床行业提供造型辅助。     

基于包围盒的机床碰撞检测系统算法研究

碰撞检测是数控机床防碰撞系统的核心技术,基于包围盒的碰撞检测算法是一种比较有效的碰撞检测算法.介绍了基于OBB层次包围盒算法开发的数控机床碰撞检测系统,并针对机床模型的特点,提出了算法的一种优化方法.     

基于WCF技术的数控机床分布式监控系统开发

提出了一种基于WCF技术的数控机床远程监控方法。以FANUC 0i系列带网络接口的数控系统为例,在.NET Framework 4.0框架下应用微软C#编程开发了基于SOA架构的分布式监控系统,实现了数控机床实时状态的远程监控、数控加工程序的在线管理,文中给出了系统开发的详细流程。系统的成功开发为数控机床网络信息化管理和分布式远程监控提供了新思路。     

基于嵌入式的数控机床热补偿技术研究

热误差补偿是减小热误差,提高加工精度的主要措施之一。为了能够精确地建立误差补偿模型,以及简单方便地执行误差补偿,将神经网络建模技术与嵌入式技术相结合,介绍了基于嵌入式的热补偿器,运用BP神经网络建立热补偿模型,开发基于Qt的具有通用性的数控机床热补偿人机交互界面。热补偿界面实现了补偿模型移植与固化、温度数据采集、位移数据采集、补偿值计算、发送补偿数据以及补偿器与机床通信等功能。所开发的界面具有实时性强、操作简单方便、人机界面友好等优点。     

基于UG的数控机床串口通讯系统开发

传统的数控机床通讯传输只需单向传输NC程序,而对于基于数控机床的原位检测过程,既要实现NC程序的传输又要能够实现对检测结果的输出。此外,CAD/CAE/CAM技术已成为新一代生产科技发展的核心,正朝着集成化的方向发展。为了实现CAD/CAE/CAM与检测技术的集成应用,基于UG平台,运用UG/Open API、MenuScript应用程序和面向对象的设计理念,采用MFC建立软件框架以及动态链接库技术,对原位检测数控机床串口通讯系统进行了开发。通过实验验证,实现在UG环境下,PC端与NC端的双向数据传输,可实现边传输边加工,边传输边检测的操作,为原位检测的数据采集提供了必要的支持。     

经济型数控机床的网络通讯和控制技术研究

随着计算机和网络通讯为代表的信息技术的飞速发展和广泛应用，数控机床的网络通信技术也有了很大的发展，对于传统经济型的数控机床实现网络通讯存在诸多困难，基于此，针对传统经济型的数控机床的网络通讯和控制技术进行了研究，阐述了系统体系结构及各部分功能；针对机床开发了相应的通讯板卡，开发了基于TCP／IP协议族的应用层协议以及相应的通讯与控制软件，编写了实用程序。实践证明，该系统可以实时，准确，可靠地对传统经济型数控机床实现网络通讯。