本發(fā)明涉及設(shè)備管理，具體為一種基于物聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)設(shè)備管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著我國科技的不斷發(fā)展，數(shù)控機床作為制造業(yè)中使用普遍的一種加工設(shè)備，數(shù)控機床的廣泛使用代替人工控制機床進行加工，大大提高了我國制造業(yè)的生產(chǎn)速度。數(shù)控機床根據(jù)操作人員設(shè)定的程序?qū)饘俟ぜM行車削，然而，人工操作存在人為因素的影響，程序設(shè)定可能會出現(xiàn)建入錯誤的情況，現(xiàn)有技術(shù)無法識別程序是否能夠完成切割任務(wù)，造成車削工件出現(xiàn)誤差導(dǎo)致材料報廢，甚至數(shù)控機床載物臺也被車削不能繼續(xù)使用，而且，在數(shù)控機床操作開機后出現(xiàn)系統(tǒng)故障時，有時操作人員無法解決需要等待維修人員進行維修，浪費大量時間和能量等待設(shè)備修復(fù)，并且數(shù)控機床在出現(xiàn)故障時，現(xiàn)有技術(shù)無法有效輔助維修人員鎖定故障位置，導(dǎo)致設(shè)備故障修復(fù)時間長，利用率低，因此，設(shè)計提高設(shè)備利用率和效率的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)設(shè)備管理系統(tǒng)是很有必要的。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)設(shè)備管理系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于物聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)設(shè)備管理系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、設(shè)備監(jiān)測模塊和程序檢測模塊，其特征在于：所述數(shù)據(jù)采集模塊用于收集待加工物料的尺寸數(shù)據(jù)、車削刀頭的移動軌跡和操作人員建入的物料加工車削程序，所述設(shè)備監(jiān)測模塊用于監(jiān)測設(shè)備在運行過程中系統(tǒng)故障并進行修復(fù)、輔助維修人員鎖定故障位置，所述程序檢測模塊用于檢測操作人員鍵入的物料加工車削程序是否能夠在確保設(shè)備安全的情況下運行，所述數(shù)據(jù)采集模塊、設(shè)備監(jiān)測模塊和程序檢測模塊相互電連接；

3、所述故障檢修模塊包括故障預(yù)警檢測子模塊、系統(tǒng)調(diào)試子模塊和故障位置分析子模塊，所述故障預(yù)警檢測子模塊用于檢測設(shè)備在運行過程中發(fā)生的系統(tǒng)故障，所述系統(tǒng)調(diào)試子模塊用于根據(jù)檢測出的設(shè)備系統(tǒng)故障進行調(diào)試修復(fù)，所述故障位置分析子模塊用于輔助維修人員鎖定故障位置；

4、所述檢測模塊包括物料檢測子模塊、程序檢測子模塊和車刀跟蹤子模塊，所述物料檢測子模塊用于檢測物料幾何屬性，所述程序檢測子模塊用于檢測操作人員鍵入程序是否能夠車削物料，所述車刀跟蹤模塊用于追蹤刀頭位置。

5、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括視覺模塊、傳感器模塊和操作錄入模塊，所述視覺模塊用于收集待加工物料的視覺圖像，所述傳感器模塊用于收集設(shè)備在運行過程中各個模塊的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，所述操作錄入模塊用于收集操作人員在設(shè)備上鍵入的物料加工車削程序。

6、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述設(shè)備監(jiān)測模塊包括信息數(shù)據(jù)庫、故障檢修模塊和故障記錄模塊，所述信息數(shù)據(jù)庫用于存儲各個設(shè)備的故障維修記錄和設(shè)備容易發(fā)生的故障類型及故障位置，所述故障檢修模塊用于檢測設(shè)備運行過程中設(shè)備出現(xiàn)的系統(tǒng)故障并進行修復(fù)，輔助維修人員鎖定設(shè)備故障位置，所述故障記錄模塊用于記錄當(dāng)前設(shè)備的故障原因和故障位置。

7、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述程序檢測模塊包括檢測模塊和設(shè)備控制模塊，所述檢測模塊用于檢測操作人員鍵入的物料加工車削程序是否能加工當(dāng)前物料，所述警報模塊用于發(fā)出警報并通知維修人員維修設(shè)備。

8、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述程序檢測模塊還包括警報模塊，所述設(shè)備控制模塊用于在檢測到車削程序無法車削物料或車削刀頭會出碰到機床時控制數(shù)控機床停止車削。

9、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述工業(yè)設(shè)備管理系統(tǒng)的運行方法主要包括以下步驟：

10、步驟s1：在數(shù)控機床開機準(zhǔn)備進行物料加工時，系統(tǒng)通過電信號啟動系統(tǒng)調(diào)試子模塊，開始分析設(shè)備啟動后系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置故障；

11、步驟s2：將數(shù)控機床系統(tǒng)調(diào)試完成后，通過視覺模塊，拍攝待加工物料各個方向的視覺圖像，通過布設(shè)在設(shè)備各個模塊的傳感器，收集設(shè)備運行過程中的負載、電壓、電流數(shù)據(jù)，通過操作錄入模塊，將物料的視覺圖像和操作人員編輯的車削程序錄入系統(tǒng)，系統(tǒng)通過當(dāng)前設(shè)備的編碼調(diào)取待加工物料的視覺圖像和車削程序；

12、步驟s3：將物料視覺圖像和車削程序錄入完成后，系統(tǒng)觸發(fā)程序檢測模塊啟動，開始分析物料的幾何屬性，分析操作人員建入的程序的合理性；

13、步驟s4：在數(shù)控機床加工過程中，車刀跟蹤模塊啟動，實時跟蹤刀頭位置并分析碰撞概率，同時故障位置分析模塊啟動，開始分析故障產(chǎn)生的原因及故障位置。

14、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述步驟s1進一步包括以下步驟：

15、步驟s11：在設(shè)備開機后，根據(jù)當(dāng)前設(shè)備編碼調(diào)取系統(tǒng)設(shè)定的測試程序，啟動數(shù)控機床，調(diào)取當(dāng)前數(shù)控機床系統(tǒng)中plc和cnc模塊中的數(shù)據(jù)，若監(jiān)測到當(dāng)前設(shè)備系統(tǒng)的plc模塊中存在測試程序，但cnc模塊中未出現(xiàn)數(shù)據(jù)，則說明plc模塊與cnc模塊之間的接口出現(xiàn)故障；

16、步驟s12：當(dāng)檢測到設(shè)備plc模塊和cnc模塊的接口連接出現(xiàn)問題時，系統(tǒng)初始化已有的接口，調(diào)取備份連接協(xié)議對設(shè)備plc模塊和cnc模塊的接口連接協(xié)議進行更新，同時系統(tǒng)下載驅(qū)動程序并進行更新，若此時測試結(jié)果仍為cnc模塊未出現(xiàn)數(shù)據(jù)，則發(fā)出警報并在顯示屏上標(biāo)記出故障模塊，反之則語音播報提示設(shè)備調(diào)試完成。

17、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述步驟s3進一步包括以下步驟：

18、步驟s31：在設(shè)備調(diào)試完成后，調(diào)取當(dāng)前物料的視覺圖像，掃描視覺圖像，識別圖像的輪廓節(jié)點，錨定圖像的表面特征節(jié)點，將特征節(jié)點按照上下左右前后的順序依次標(biāo)記序號，將輪廓節(jié)點依次進行連接構(gòu)建物料輪廓模型；

19、步驟s32：在操作員建入車削程序時，調(diào)取操作人員在當(dāng)前設(shè)備設(shè)定的車削參數(shù)，根據(jù)物料的材質(zhì)特征、幾何屬性調(diào)取系統(tǒng)中設(shè)定的參數(shù)閾值，對比操作人員設(shè)定的參數(shù)，若參數(shù)在閾值范圍內(nèi)，則允許設(shè)備運行，反之則不允許設(shè)備運行；

20、步驟s33：調(diào)取操作人員鍵入的車削程序，在系統(tǒng)中根據(jù)程序構(gòu)建當(dāng)前車削程序加工出來的工件模型，將工件模型分別與物料輪廓模型和工件圖紙模型進行重疊對比，將重疊后工件模型未被包裹的部分進行標(biāo)記，識別標(biāo)記部分，測量標(biāo)記尺寸，對比系統(tǒng)設(shè)定閾值，若標(biāo)記尺寸在閾值范圍內(nèi)，則發(fā)出警報并通過顯示屏提示當(dāng)前車削程序存在問題，反之則提示檢測完成開始加工。

21、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述步驟s4進一步包括以下步驟：

22、步驟s41：在設(shè)備開始運行后，調(diào)取根據(jù)車削程序模擬的刀頭行進軌跡模型和刀頭的實時位置，將刀頭實時位置標(biāo)記在模擬的刀頭行進軌跡模型中，當(dāng)?shù)额^實時位置在刀頭行進軌跡模型上出現(xiàn)偏差時，系統(tǒng)立即中斷工件的加工并且將刀頭復(fù)位，反之則設(shè)備繼續(xù)根據(jù)程序車削工件；

23、步驟s42：調(diào)取當(dāng)前設(shè)備正在加工中的工件三維點云數(shù)據(jù)沒利用三維點云數(shù)據(jù)構(gòu)建工件已經(jīng)車削出部分的實際模型，將工件已經(jīng)車削出部分的實際模型與工件圖紙模型進行重疊對比，若工件圖紙模型無法將工件已經(jīng)車削出部分的實際模型完全包裹，則系統(tǒng)中止設(shè)備運行，反之則繼續(xù)加工；

24、步驟s43：在持續(xù)車削工件的過程中，調(diào)取設(shè)備報錯的原因，根據(jù)設(shè)備報錯原因分析設(shè)備具體故障的位置，輔助維修人員鎖定故障位置。

25、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述步驟s43進一步包括以下步驟：

26、步驟s431：調(diào)取當(dāng)前設(shè)備的報錯代碼，讀取并識別當(dāng)前報錯代碼，根據(jù)當(dāng)前報錯代碼調(diào)取數(shù)據(jù)庫中的報錯原因和歷史解決方案，系統(tǒng)根據(jù)歷史解決方案引導(dǎo)操作人員修復(fù)設(shè)備，若歷史解決方案無法解決當(dāng)前問題，系統(tǒng)發(fā)出警報并通知維修人員進行維修；

27、步驟s432：建立信息數(shù)據(jù)庫，根據(jù)當(dāng)前設(shè)備編碼，調(diào)取當(dāng)前設(shè)備各個故障原因?qū)?yīng)的歷史故障位置，獲取歷史故障位置，根據(jù)設(shè)備故障原因，調(diào)取當(dāng)前故障原因下設(shè)備的歷史故障位置，輔助維修人員鎖定故障位置，并將故障原因、故障位置和維修方案保存并記錄。

28、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達到的有益效果是：本發(fā)明，通過應(yīng)用測試程序檢測plc模塊和cnc模塊的接口連接情況，避免出現(xiàn)程序設(shè)定完成后設(shè)備無法運行，能夠減少調(diào)試設(shè)備的時間，提高設(shè)備的利用率，通過在車削工件前對系統(tǒng)進行測試，能夠確保設(shè)備能夠穩(wěn)定運行，避免操作人員在操作過程中發(fā)現(xiàn)問題浪費大量時間等待維修人員維修，進一步提高設(shè)備的利用率，通過識別物料視覺圖像的表面特征節(jié)點并進行標(biāo)記序號，能夠準(zhǔn)確分辨出物料的各個面，避免在車削過程中因物料擺放問題導(dǎo)致工件車削報廢的情況出現(xiàn)，有效的降低了工件的報廢率，極大地降低了生產(chǎn)成本，通過初步檢測車削參數(shù)是否符合物料材質(zhì)車削要求，能夠避免因參數(shù)設(shè)置不合理導(dǎo)致設(shè)備損壞或工件報廢，進一步降低物件加工的時間，提高設(shè)備的效率，通過檢測根據(jù)車削程序模擬的工件模型的尺寸與工件圖紙模型尺寸之間的誤差，能夠避免經(jīng)過車削的工件尺寸出現(xiàn)誤差較大導(dǎo)致工件報廢，進而提高工件加工的效率，通過實時檢測當(dāng)前正在車削的工件尺寸是否合格，能夠避免工件在已經(jīng)報廢的情況下設(shè)備繼續(xù)完成切割，極大地減少了不必要的加工時間，極大地提高了設(shè)備的加工效率。