一种CNC机床运行数据采集器及机床运行状态监测方法与流程

本发明涉及数控加工，尤其是涉及一种cnc机床运行数据采集器及机床运行状态监测方法。

背景技术：

1、目前cnc手板行业普遍存在工期紧，批量小，生产进度不透明。业务人员无法精确的评估、回复客户关于生产进度的咨询。排产人员也没有具体生产数据支持，难以进行排产、质量溯源、或安排特殊的插单生产等。在市场上通用的erp/mes(企业集成管理系统/智能生产系统)，缺乏针对cnc行业的实用功能，比如订单实时生产进度、cnc排产，操作过于繁琐，操作人员配合意愿低，难以落地实施。并且，在cnc机床发生异常时，仅能够现场操机人员发现，在服务器终端工作的排产人员不能够及时获取cnc的工作状态。

技术实现思路

1、本发明的目的旨在提供一种cnc机床运行数据采集器及机床运行状态监测方法，采集器连接指示cnc启动、停止及异常工作状态的三色信号指示灯，通过三色信号指示灯的信号变化，及时获取cnc的工作状态，以及获取操机人员身份信息和工单信息，实时监测机床运行状态，解决上述现有技术中的不能够及时反馈cnc工作状态的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种cnc机床运行数据采集器，包括：

3、mcu模组，连接cnc机床的三色信号指示灯电路，接收cnc机床的启动、停止或异常的工作状态信号；

4、rfid模组，mcu模组信号连接rfid模组，该rfid模组识取操机人员手环信息；

5、二维码扫描模组，mcu模组信号连接二维码扫描模组，该二维码扫描模组用于扫描工单信息；

6、lcd显示屏，与mcu模组信号连接，用于显示cnc机床的工作状态；

7、以太网模组，以太网模组与mcu模组信号连接，建立通讯连接与服务器终端通讯。

8、本发明采用上述技术方案，mcu模组将该电信号显示于lcd显示屏上，操机人员可从lcd显示屏上看到该信息，了解机床的运行状态，以太网模组建立通讯连接，mcu模组将机床运行状态信息发送至服务器终端，rfid模组通过射频技术感应识别操机人员的手环信息，将该信息反馈至mcu模组中，采集器能够了解操机人员相关信息；二维码扫描模组扫描工单上的二维码信息，将该信息反馈给mcu模组中，采集器能够了解该工单上的生产信息；使排产、管理人员能够在后台远程监控到cnc机床的运行状态，有效的获取机床运行信息，便于排产和管理，提高生产效率。

9、上述的cnc机床运行数据采集器，mcu模组连接有光耦模组，通过光耦模组连接cnc机床的三色信号指示灯电路，接收对应cnc机床的启动、停止及异常的工作状态的电信号。通过光耦模组获取cnc机床的三色信号指示灯的电信号，光耦模组设置为与三色信号指示灯匹配数量，在相应的三色信号指示灯发出电信号时，光耦模组感应到该信号变化，对应输出电信号，该电信号反馈给mcu模组，光耦模组具有隔离效果，其输入端的电流和电压变化不会影响到其输出端的电信号，使mcu模组能够获取稳定的电信号。

10、上述的cnc机床运行数据采集器，光耦模组由分别与三色信号指示灯连接的光电耦合器u4、光电耦合器u5及光电耦合器u8组成，光电耦合器u4、光电耦合器u5及光电耦合器u8的输出端分别线路连接有电阻r27、电阻r28及电阻r29。光电耦合器u4、光电耦合器u5及光电耦合器u8通过三色信号指示灯每个灯输出的电信号，对应输出电信号使mcu模组连接的接口发生电信号变化从而判断出cnc数控机床的工作状态。

11、上述的cnc机床运行数据采集器，光耦模组通过连接器j5独立连接三色信号指示灯，三色信号指示灯驱动光耦模组的发光源发光，使光耦模组的受光器产生电流作为输出指示cnc机床运行状态的电信号。在三色信号指示灯相应的发生变化有电流输出时，发光源发光使受光器产生光电流，使对应的该光耦组件的输出端输出电信号，该电信号反馈给mcu模组，使mcu模组判断出机床的运行状态。在三色信号指示灯的电信号发生变化、不稳定时，光耦组件的输出能够保持稳定。

12、上述的cnc机床运行数据采集器，mcu模组线路连接按键。按键可用于启动mcu模组和配合rfid模组及二维码扫描模组操作，使mcu模组能够获取到操机人员身份信息和生产工单信息。

13、上述的cnc机床运行数据采集器，包括电源模块，电源模块通过连接器j5连接cnc24v电源，将cnc24v电源减压为采集器的工作电压。电源模块通过其内部的电源芯片和线性稳压器，将24v电源转换为采集器5v的工作电压和mcu模组信号输入的3v电压。

14、上述的cnc机床运行数据采集器，mcu模组线路连接有烧录程序的仿真烧录模组和usb接口。

15、上述的cnc机床运行数据采集器，包括主板，所述光耦模组、mcu模组、lcd显示屏、以太网模组、rfid模组、二维码扫描模组、电源模块、仿真烧录模组和usb接口集成在主板上。

16、本发明还提供一种机床运行状态监测方法，采用上述的cnc机床运行数据采集器采集cnc机床的工作状态信息，包括如下步骤：

17、光耦模组和电源模块通过连接器j5对应连接入指示cnc机床启动、停止和异常的三色信号指示灯上，由电源模块将从cnc采集的电源转换为采集器的工作电压；

18、mcu模组接收光耦模组反馈的电信号，识别cnc的工作状态；

19、由rfid模组识别操机人员的身份信息，反馈回mcu模组中；

20、由二维码扫描模组识别生产工单的信息，反馈回mcu模组中；

21、通过以太网模组建立通讯连接，将经mcu模组处理的cnc工作状态信息、操机人员身份信息及生产工单信息发送至服务器终端。

22、本发明的机床运行状态监测方法，由光耦模组接收cnc机床启动、停止和异常的三色信号指示灯对应发出的电信号，通过隔离和转行，输出相应的电信号，使mcu模组获取该电信号后能够判断出机床处于启动、停止或异常的工作状态；并通过以太网模组反馈给服务器终端，使排产、管理人员能够实时监测cnc数控机床的运行状态，在现场操机人员可从lcd显示屏中直接读取机床的运行状态信息。通过扫描手环信息和工单二维码信息，能够获取对应机床的操机人员身份情况和生产工单信息，实现实时监测cnc运行状态以及了解操机人员和生产工单的信息。

23、本发明取得的有益效果是：本发明集成有rfid模组、二维码扫描模组、lcd显示屏、以太网模组、光耦模组、电源模块，将cnc机床上的24v电源转换为采集的工作电源，无需外接电源；通过光耦模组的电流和电压隔离，使反馈给mcu模组的电信号稳定，不受外部电流电压的干扰，由rfid模组和二维码扫描模组获取操机人员的身份信息和生产工单的工单信息，mcu模组将cnc机床的启动、停止及异常的运行状态信息及身份信息和工单信息经过处理后显示在lcd显示屏上和通过以太网模组发送给服务器终端，排产人员、管理人员能够及时获取cnc数控机床的运行状态；并根据对该cnc数控机床对应的工单信息进行管理，可进行排产、质量溯源、安排插单生产等操作，解决了现有的erp/mes系统不能够达到的操作，极大的方便了管理人员、排产人员进行生产管理。