基于MTConnect协议的数控机床数据采集方法

研究了数控机床数据采集与存储功能。基于MTConnect协议建立了设备信息模型,提出了基于FOCAS的数据采集方法并完成了数据采集适配器与客户端开发,设计了系统数据库结构,实现了对数控机床的数据采集和存储管理。开发了数控机床数据采集与监控原型系统,并在车间中对系统进行了实例验证,证明了系统的有效性。     

基于CNC实时监测数据驱动方法的钛合金高速铣削刀具寿命预测

针对车间内不同设备的数据结构不一致导致车间监控数据中存在大量的多源异构数据,难以通过单一的通信协议采集与监控的问题,研究了基于OPC-UA技术与MTConnect协议的刀具、机床的数据模型、通信架构及访问策略,解决了多源异构数据的采集问题。针对硬质合金刀具在高速铣削钛合金工件时磨损较快、刀具剩余寿命的实时预测难度大的问题,建立了一种基于PCA前置处理数据的神经网络模型,实现了基于刀具剩余寿命的刀具健康状态信息的实时监测和预测。     

浅析MTConnect系统的代理程序连接器和适配器

简单地说，MTConnect系统的代理程序连接器及其相应的加工设备适配器，只不过是其一起共同作用的小型计算机程序，但MTConnect系统却可以使车间的加工设备和网络更好地连接起来。简而言之，适配器可以使现有的车间加工设备与MTConnect系统“对话”，而其代理程序连接器则能够将MTConnect系统的信息和数据文件，通过一个网络传送到与MTConnect系统兼容的应用领域之中。     

基于中小企业的数控设备网络系统应用研究

针对中小企业推进车间网络化问题,对网络拓扑结构、组网方式、数控设备联网及数据采集系统的实现方法等方面进行了研究,根据车间设备网络化的需求,提出了对应中小企业的网络结构,归纳了车间数控设备的4种组网方式,阐述了数控设备联网及数据采集系统的软件基本模块及设计思路,提出了车间DNC机和数控设备双向通信、管理模块与数据采集及处理模块的详细思路与实现方法。研究结果表明:所设计的面向中小企业车间的的分布式、异构设备网络及其软件系统满足企业运行需求,能明显提升数控设备利用率,提高产品质量。     

基于OPC UA技术构建支持多源异构数据采集的数据采集平台

探讨了重型装备企业机加车间在数字化建设过程中的核心难题"多源异构数据采集问题",提出采用OPC UA技术进行数据建模并实现交换的构想.并开发了一个基于OPC UA技术的多源异构数据采集平台,为重型装备企业机加车间开展数字化制造提出了新思路.     

基于MTConnect的装备建模标准化与互联互通互操作

针对装备源数据异构、共享难度大、互联互通互操作成本高等问题,提出基于MTConnect的数控装备建模标准化和互联互通互操作方法。提出可扩展的装备异构信息统一描述语义和面向MTConnect的信息模型映射方法,实现了异构装备的可扩展标准化建模。在信息模型映射基础上,提出集成可配置的中间件设计、基于超文本传输协议的数据获取和基于Interface组件的装备互操作技术,降低了装备互联互通互操作的难度。搭建包含多类主流数控系统的试验验证平台,验证了所提架构、方法、技术在纵向互联互通和横向互操作的可行性,相比直接驱动的互联互通互操作,具有更好的安全性、扩展性和易用性。     

面向数字孪生的车间运行三维实时监控系统

为解决自动化生产车间生产运行过程和生产信息实时可视化程度低、设备数据采集困难等问题,研究了数字孪生技术和OPC UA技术在车间三维实时可视化方面的应用。首先,以搭建数字孪生车间为基础,完成了三维实时监控系统总体框架的设计,并确定了其关键运行流程和技术路线。然后,对实现该系统的4项关键技术,即车间设备孪生体建模及虚拟车间的构建、基于OPC UA技术的车间多源异构数据采集和传输方式、虚实车间同步运行,以及生产加工数据的实时可视化进行了详细阐述。最后,通过设计开发了某印章生产线的三维实时监控系统,以实时数据驱动孪生车间运行的方式,完成了对物理车间生产过程在三维场景中全方位、任意距离的实时监控。并对采集的实时数据进行分析、处理和计算,实现了车间中设备使用率、产品合格率和库存状况等生产信息动态可视化,验证了该监控系统的可行性和有效性。     

基于船舶离散加工制造的MES系统研究

针对船舶制造企业离散加工车间生产制造流程混乱、生产数据不能实时共享和难以追溯等问题,研究了基于船舶离散加工制造的车间制造执行系统(manufacturing execution system,MES)。优化生产过程业务流程,重点研究车间数据模型、计划排产和系统集成方法,以此设计实施了某船厂离散加工车间MES系统。经过实际运用,实现了船舶零部件加工过程的信息化和质量数据可追溯,提升了车间管理的效率及数据采集准确性,大幅度提高了产品质量和生产加工效率,对船舶产品质量分析奠定基础。     

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。     

分布式高可用工业消息中间件数据采集模型

为了解决异构设备中多协议、大规模集群设备的数据采集，以及高价值设备数据的数据采集高可用问题，提出分布式高可用工业消息中间件数据采集模型。该模型以消息队列作为消息中间件的实现载体，定义了工业数据采集消息队列(IdcMQ)架构，以及通过IdcMQ分布式集群运行实现数据采集高可用的模式。根据定义，架构由协议适配、数据处理与服务提供组成，说明了多协议异构设备的连接与数据采集过程；模式由数据同步规则、数据同步级别与数据同步过程组成，描述了数据采集高可用的实现原理。基于该模型，开发了工业数据采集消息中间件软件IdcSentry,进行了性能测试实验，并给出应用案例，证明了该模型的有效性。     

基于FPGA的多源异构数据并行可配置采集方法

数据是支撑智能制造的关键要素,对生产各阶段数据的有效采集是实现"人—机—物—环境"制造全要素互联互通的基础.随着制造升级发展,车间不断引入来自不同厂家,具有不同协议、不同接口的设备,使得待采集数据多源异构且采集需求不断变化.传统数据采集设备难以并行采集多源异构数据、难以根据采集需求的动态变化对采集设备动态配置,因此提出...     

基于TCP/IP协议的异构网络的数据采集

异构网络设备数据采集系统,主要负责采集智能工厂异构网络中的设备数据,实现不同接口、不同协议设备之间的数据通信。文中基于工业以太网和智能网关将工厂设备归类并设计硬件连接方案,建立通信网络的I/O模型,从TCP/IP协议栈的4个层次阐述数据采集通信的全过程,最终实现设备端和监控端之间应用层的互联互通。     

基于ZigBee的生产车间数据采集系统

针对生产车间中的数据采集问题,对生产车间的设备层和管理层之间的网络通讯协议等方面进行了研究,提出了一种基于Zig Bee无线通信技术的数据采集方案。首先介绍了整个数据采集系统的结构。然后详细介绍了基于CC2530芯片的数据采集节点的硬件设计方法及基于TCP/IP协议的协调器与服务器的通讯协议,最后利用中继节点对系统进行了误码率和丢包率测试实验。研究结果表明:Zig Bee不仅可以实时采集设备的各项数据,而且该系统在远距离数据传输下稳定性好。     

采用OPC统一架构的锻造车间能耗数据采集与监管系统

针对锻造车间数据多源异构的特点,以及设备间存在信息孤岛且互联互通困难的现状,提出了一套面向锻造车间能耗数据的采集与监管系统。结合车间数据特点分析了系统具体需求,根据实地布局设计了数据感知、传输的网络架构,建立了基于过程控制统一对象模型的信息交互模型。最后以锻造车间为对象,实现了对锻造生产整个过程的能耗数据采集和信息统计监管。     

基于MTConnect的数控机床网络化监控技术

为实现制造设备的广泛互联和远程监控,研究了利用MTConnect进行设备联网的基本方法,包括监控系统的实现架构、设备信息模型和信息采集流程.设计了一个符合MTConnect要求的数控雕刻机远程监控系统,该系统能够利用代理端和客户端的通讯通过Internet实时收集数控雕刻机的数据.分析了该机床的具体组件和属性,根据MTConnect建立了该机床的设备模型,并用可扩展标记语言编写相应的描述文件.采用C#语言和制造技术协会提供的开发工具研发了MTConnect代理端、客户端以及必要的数据处理和可视化软件模块,从而实现了该系统.通过实际加工和监控对该系统进行验证,结果表明,该系统能够方便、可靠地获取联网机床的运行信息,从一个侧面证实了MTConnect方法的可行性和有效性.     

制造执行系统数据采集技术在重车车桥厂的应用

制造执行系统作为车间作业现场管理、监测与控制的一体化平台,基于各类数据采集技术,实现生产过程异构数据的实时采集、监控。以某重车车桥厂装配过程为背景,首先简要分析了车桥装配过程中数据采集的挑战和问题,介绍了项目中数据采集硬件以及遇到的问题和解决方案。通过项目实施前后一些情况进行对比,说明了数据采集技术的应用对厂方精益生产水平的推动、提升作用。     

具有示教再现功能的板材切割机控制系统研究

针对于金属板材切割机中的两轴联动控制和高精度加工控制要求,基于PLC开发了一套板材切割机闭环控制系统。控制系统采用装有组态王的PC机作为上位机,PLC作为下位机核心控制器,结合运动控制单元和伺服系统驱动X-Y两轴联动。编码器用于X、Y轴实际行走位置的检测。该系统通过对X、Y十字工作台的二维运动控制,实现了圆形、矩形和三角形等平面图形切割。为达到平面上任意轨迹切割,满足不同场合切割需求,系统还集成了示教与再现功能。将该控制系统应用于板材切割控制中,有利于提高切割设备加工精度以及加工自动化程度。     

船舶三维数控弯板机可调活络模具方形压头的有限元分析

基于方形多压头成形技术,研制了船舶三维数控弯板机,有效解决了船舶板材成形过程中压痕、起皱和板料回弹等技术难题。采用SolidWorks软件对其典型零部件-压头进行有限元分析,为设备的进一步优化提供了参考数据。     

基于STL文件的激光切割切口自动识别算法研究

随着板材多轴激光切割技术的广泛应用,快速、准确地识别板材上的切口形状将有效提高板材激光切割的工作效率。因此,根据板材五轴激光切割技术的特点,鉴于STL文件的诸多良好特性,提出了基于STL文件的凸型板材模型切口形状的自动识别算法,并利用Visual C＋＋6.0平台、C＋＋语言和OpenGL进行了可行性验证。算法实例表明,该算法简单有效。     

SCADA关键技术研究及在医药行业的应用

基于监控与数据采集系统(SCADA)技术,建立了适用于医药产业的SCADA,实现对医药行业车间设备的集中监视、信息集成、数据采集和归档,加快了信息沟通,提高了管理效率,增强了企业竞争力。