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制造工业中的机床互联

来源:荣格 发布时间:2018-08-23 569
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工业4.0中的重要一环,就是要在生产制造的每一个步骤里实现互联——从产品设计到成品出厂。基于此理念,本文着重介绍了让机床设备更好实现互联的软件解决方案。

在CAD(计算机辅助设计)系统中进行产品设计,在CAM(计算机辅助制造)系统中进行生产制造数据的准备和编译,在虚拟环境中进行相关的模拟测试,在相应的软件环境下进行刀具测量和刀具管理,上述的种种工作方式已经成为现代制造业的常态。

但是,在多个设备和多个工作人员之间实现无缝数据交接绝非易事。在这个过程中,大量的工作仍需以手写的方式完成。为了减少手动输入可能带来的麻烦和错误,建成一个互联生产所有步骤——从产品设计到成品出厂的数字生产系统变得十分迫切。在工业4.0背景下,将工厂的机床设备互联作为公司网络的核心,可以说是非常明智的选择。

以机床设备为焦点

大多数情况下,工件是在机床设备上完成加工制造的,因此所有的信息和数据都汇聚于此。以此为原点,与工件状态和质量相关的关键信息必须回流到生产信息平台上,也就是进入到信息处理流程链中。

机床设备的操作人员要对工件的质量负责,要保证每个加工程序按时完成,就必须有获取所有相关信息的途径,还要将他的个人技术经验融入到流程中。基于这样的考虑,德国海德汉公司(Heidenhain)专门研发了一整套机床互联软件解决方案,包括DNC界面、远程桌面管理工具和状态监控软件等。

从刀具管理入手

在智能互联的理想状态下,日常刀具管理的状态应该是:毛坯件已经在工作台托盘上装夹好了,等待着下一步的加工指令。现在我们需要知道有哪些刀具处于可使用状态,并对刀具进行校准,扫描工具会通过刀柄的识别程序来获取刀具的相关信息。

为了实现此状态,海德汉推出了TNC 640数控系统。该系统将CAM系统嵌入到刀具管理数据库中,通过使用DNC(直接数控)界面中的远程桌面管理工具(Remote Desktop Manager),数控操作员可以直接登录到CAM系统中并创建工作。

海德汉TNC 640 数控系统, 将CAM 系统嵌入到刀具管理数据库中。

TNC 640还提供了批处理管理器(Batch Process Manager)功能,操作员可以通过它来执行生产设备的程序调试任务。在批处理管理器中,数控程序和工件的装夹位置数据都是和订单信息相关联的,并且按照优先顺序存储在未完成订单列表里。有了批处理管理器,操作员可以并行处理多个生产订单此外,TNC 640数控系统的刀具管理功能还体现在,它会将数控程序中指定的刀具与实际可用的刀具进行比较,如果指定的刀具没有就绪,它会给出报告和预估的加工时间。TNC操作员这时就可以列出欠缺刀具的清单。

状态监控软件

预估加工时间对于生产制造商来说是非常重要的,它关系到订单计划的设定和后续生产工作的安排,以及完成工件的下一步物流走向。这一信息同时还是新刀具订货量的重要依据。状态监控软件(State Monitor software)能够帮助数控操作员很好的完成这方面的相关工作。状态监控软件可以将已联网的加工设备信息收集起来,提供设备状态的实时监控,并且可以将收集到的数据传输到公司网络中的任一电脑或移动设备上。

这种监控软件使得现代化批量的生产成为可能。如果有新的订单要处理时,状态监控软件会向刀具准备站发送信号,刀具准备站监测到信号之后,会基于刀库管理器中存储的数据,自动在刀具预设器中开始新的刀具校准任务。在这种情况下,刀具设定数据也会被发送到刀具管理器中。预设器会获取刀柄代码,从而清晰识别刀具信息。刀具设定数据也会被发送到刀具管理器中,之后,CAM系统和虚拟软件也会获取到这些数据。当刀具的使用寿命临近终结时,状态监控软件会向刀具准备站发送信号。

最后,状态监控软件的工件自动检测系统会将测量结果反馈给数控系统,这对于保证加工质量来说非常重要。质量检验数据将被系统自动归档和评估。在互联状态下,数据也可以在其它系统中被调用,实现从数控系统到其它生产管理工具的传递,覆盖到生产流程链的方方面面。

灵活互联

此机床设备互联解决方案的核心组成部分即为海德汉DNC界面、远程桌面管理工具和状态监控软件。其中海德汉DNC界面建立了与企业资源规划系统(Enterprise-Resource Planning system)和生产活动控制系统(Production-Activity Control system)的链接,并将状态监控系统联接到公司网络中,而远程桌面管理工具则提供了对所有应用程序窗口的访问路径。

另外,海德汉数控系统支持多种现今流行的数据格式,比如PDF文档、STEP和IGES格式的CAD文件等。事实上,在数控系统中集成有一个浏览器。接下来要做的就很简单了,只需通过以太网将数控系统联接到公司网络中就大功告成了。

这样的机床设备互联解决方案在各种生产制造领域中都是通用的,也就是说各个行业的各类制造企业,都可以根据自身特点来设计和规划符合发展需求的生产流程链。各种功能模块和软件解决方案将各个生产部门联接到流程链中,因此整个生产过程便有了统一的数据信息流。机床设备互联网的建立与软件方案和下游系统的选择无关,从而拥有更大的灵活性。任何企业都可以通过调整、配置、应用不同的软件模块,搭建出个性化的专属海德汉数控系统。


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