1、FANUC數控系統的機床數據采集(2012-05-2414:13:55)轉載標簽：分類：機床數據采集及監控發那科fanuc數據采集0i16i18i同西門子數控系統一樣，日本發那科(FANUC)生產的數控系統是全球數控機床上裝備的主要的系統之一。從上世紀70年代以來，其生產的系統種類較多，較常用的如早期的FANUC0/6/15/18系統等，后隨著數字驅動技術和網絡技術等技術的發展，又推出了i系列的系統，如FANUC0i/15i/16i/18i/21i/31i等數控系統。早期的FANUC系統開放性差，通常使用宏程序和硬件連接方式進行數據采集，但采集的數據比較少，而且實時性差，對加工和操作帶來影響。

2、但這類系統目前已逐漸淘汰，使用量比較小。在i系列數控系統中，由于配置的不同，則可使用不同的方法進行數據采集。在配有網卡的數控系統中可利用FANUC系統的數據服務功能實現數據采集。在FANUC的許多系統中網卡都是選件，而在最新的系統上，網卡逐漸變成了標準配置，如FANUC0i-D等。制造數據管理系統MDC對于具有以太網的FANUC數控系統，可采集的數據量也非常多。典型的數據包括：展作方式數據：手動JOG、MDA、自動、編輯等形序運行狀態：運行，停止，暫停等住軸數據：主軸轉速、主軸倍率，主軸負載，主軸運轉狀態迪給數據：進給速度、進給倍率袖數據：軸坐標，軸負載叨日工數據：當前執行的程序號；當前使用的

3、刀具彳艮警數據：報警代碼、報警和信息內容所有數據均實時后臺采集，不用任何人工干預。制造數據管理系統M對于不具有以太網的FANUCi系列的數控系統，也可采集大量的數據。典型的數據包括：展作方式數據：手動JOG、MDA、自動、編輯等形序運行狀態：運行，停止，暫停等住軸數據：主軸轉速、主軸倍率，主軸負載，主軸運轉狀態迪給數據：進給速度、進給倍率叨日工數據：執行的程序號；使用的刀具號彳艮警數據：NC報警和PLC報警狀態所有數據均實時后臺采集，不用任何人工干預，也無需修改NC程序。西門子數控系統在數控機床上得到了廣泛的應用，尤其在高檔數控機床上應用非常普遍。西門子數控系統的種類也非常多，如早期的SINU

4、MERIK810M,SINUMERIK840C等模擬系統。從上世紀90年代開始，西門子的數字數控系統開始大規模的使用，形成了兩大類主要的數控系統，即西門子SINUMERIK840D系列和西門子SINUMERIK802系列。1. 西門子SINUMERIK840D/810D系列數控系統SINUMERIK840D系列包括SINUMERIK840D、810D、FM-NC、840Di,這些系統具有大部分相同的接口參數，大部分相同的部件和相同的通信接口。包括近期推出的SolutionLine系列的Sinumerik840Dsl,840Disl,都具有很多的共通性。在機床數據采集中，根據這些系統配置的人機界

5、面單元的不同則采取的手段也就不同。該系列的人機界面單元包括采用通用操作系統平臺和嵌入式操作平臺兩大類。通用操作系統的人機部件有早期MMC102、MMC103等，其系統包括Windows311、Windows32、Windows95等；當前使用的PCU50,PCU50.3等，其操作系統為WindowsNT4.0和WindowsXP等。在嵌入式操作系統的人機部件早期包括MM100.2，當前使用的PCU20等。制造數據管理系統MDC針對這兩類配置的數控系統，采用不同的方式實現數據采集，而采集的數據上基本相同，可采集的數據量也非常多。例如，典型的數據包括：展作方式數據：手動JOG、MDA、自動等形序運

6、行狀態（運行，停止，暫停等）艮警數據：報警代碼、報警信息內容、報警時間所有數據均實時后臺采集，不用任何人工干預。西門子SINUMERIK802系列數控系統.西門子SINUMERIK802系列數控系統包括SINUMERIK802S/802C/802D數控系統和SolutionLine系列的SINUMERIK802Dsl/828D等數控系統。其在數據接口、操作部件和軟件通信上具有許多相通之處。根據配置和版本的的不同，其通信接口也可分為兩大類：以太網通信和串口通信。SINUMERIK802S/802C/802D以及早期版本的SINUMERIK802Dsl系統，不具備以太網通信功能，SINUMERIK

7、802Dsl后期版本和SINUMERIK828D系統具備以太網通信功能。針對不具備以太網通信功能的西門子802系列數控系統，制造數據管理系統MDC可采集到如下的典型數據：?操作方式：手動，MDA、自動等?主軸數據：主軸轉速、主軸倍率，主軸功率、主軸運轉狀態?進給數據：進給倍率、進給保持狀態?程序運行狀態（運行，停止，暫停等）?加工數據：當前使用的刀具號?報警數據：NC報警，PLC報警狀態和PLC報警號所有數據均實時后臺米集，不用任何人工干預。針對具備以太網通信功能的西門子802系列數控系統,制造數據管理系統MDC可采集到大量的數據，其數據量與SINUMERIK840D系列相當。例如，典型的數據

8、包括：?操作方式數據：手動JOG、MDA、自動等?程序運行狀態（運行，停止，暫停等）?主軸數據：主軸轉速、主軸倍率，主軸負載，主軸運轉狀態?進給數據：進給速度、進給倍率/由數據：?軸坐標（機床坐標系、工件坐標系統），軸負載?加工數據：當前執行的程序名稱、程序路徑；當前使用的刀具?報警數據：報警代碼、報警信息內容、報警時間所有數據均實時后臺采集，不用任何人工干預。制造數據管理系統MDC（ManufacturingDataCollectionandControl）主要用于采集數控機床和其他智能設備的工作和運行狀態數據，實現對設備的監視與控制，并對采集的數據進行分析處理，也可為ME制ERP等其他軟件

9、提供數據支持。MDCI統是機床數據采集系統和機床數據分析出理系統的集成，是具有數據采集，機床監控，數據分析處理，報表輸出等功能的車間應用管理和決策支援系統。MDC統和NC程序傳輸系統DNC采用相同的網絡結構，系統架構上也完全兼容，因此可采用同一網絡的硬件資源，降低硬件投入，簡化系統維護，共享數據資源，從而使用戶獲得最大的收益。MDC統充分利用機床已有的硬件資源，實現機床通信資源的共享。如MD辱日DNC系統可共用數控系統的網卡或者串口通信端口進行數據采集和程序傳輸的功能。例如西門子802D/C/S系統、FANUC0i系統共用一個串口實現MDC/DN（M個系統的功能需要。MDCI統的特點：1）基于

10、以太網絡通訊平臺以通用以太網為骨干網絡，減低硬件投入，增強了數據通訊能力，奠定車間與工業以太網的發展相適應能力。基于以太網絡的模式從而充分利用車間現有網絡，可完全與DNC網絡兼容。2）靈活的數據采集方式由于如今金屬加工工業的數控機床數量較大，采用單一系統或單一機床的企業很少，對于大多數企業，其機床種類比較多，新舊不一，因此如果采用某一種數據采集方式則缺乏靈活性，從而使得能采集的數據不能最大化。而根據車間現場具體設備情況采用相應的數據采集方式，既能獲得最大的數據量，又能有效的控制成本投入，取得最佳的性價比。制造數據管理系統MDCT見的采用如下方式：?軟件通訊方式（TCP/IP、串口通訊等）?工業

11、總線方式（如PROF舊US、MODBUS,CAN總線等）?硬件方式（數據采集模塊）?終端數據米集3）豐富的采集數據量從簡單的開關量到復雜的模擬量和字符串，制造數據涵蓋車間現場需求的各個方面。常用數控系統（Siemens、Fanuc、Heidenhain、Num等）經驗豐富的二次開發能力，多樣化的數據采集手段，讓數據的獲取擁有最大的可能。典型采集數據：?機床操作狀態：手動、自動等?主軸轉速、主軸倍率，主軸功率?進給速度、進給倍率?程序運行狀態（運行、停止、暫停等）?當前執行的程序名或程序號?當前使用的刀具號?報警狀態和報警信息等4）實時、后臺化的數據采集通過與數控系統、PLC系統、以及機床電控部

12、分的集成，實現對機床數據采集的自動化執行，不需要操作人員的手動操作，這樣既保證了數據的實時性，也減少了人工操作產生的失誤，保證數據的真實和準確性。5）專業化、可視化數據處理和分析針對金屬加工行業和離散型加工的特點，在采集數據的數據挖掘方面，提供更為專業化的分析和處理。可視化的數據處理和豐富的圖形報表展示功能，涵蓋了車間應用的各個方面。并對設備和生產相關的關鍵數據進行統計和分析如開機率，主軸運轉率，主軸負載率、NC運行率，故障率。6）與DNC系統良好的兼容性MDC統與NC程序傳輸系統（DNC具有良好的兼容能力。MD帝統與DNC系統采用大部分相同的網絡硬件和通信硬件資源。除與公司自身的DNC系統完

13、全兼容并集成外，也與與CIMICQPredator、CAX酣第三方的DNCK統兼容。系統應用范圍：根據機床的配置情況，MDC系統支持各種接入方式的混合接入，可應用于各類數控機床及PLC控制設備。1）采用軟件通信實現對機床的大量數據采集以軟件通信手段為主，采用以太網、串口、MPI總線等設備進行通信實現數據采集。該方式幾乎不用增加過多硬件即可實現對機床全面的數據采集和監控，其采集和監控的數據量大，幾乎包括數控系統的各個方面的數據典型機床配置機床系統配置西門子840D/810D系列從早期的Win3.11到WinXP各系統，從無硬盤的MMC100到有硬盤的PCU50。系統包括：840D、810D、FM

14、-NC、840Di、840Dsl、840Disl西門子802系列802S、802C、802D、802Dsl、828DFANUCi系列系統配有以太網接口的使用以太網，無網卡的使用串口HEIDENHAIN系統MillPlus、TNC426/430、iTnc530馬扎克(Mazatrol)系統MazatrolFusion640三菱(MITSUBISHI)系統M70、C70、M60、E60NUM系統FlexiumCNC、AxiumPowerCNC典型的采集數據：機床開關機狀態機床操作狀態：手動，自動，MDI等主軸轉速、主軸倍率，主軸功率進給速度、進給倍率程序運行狀態（運行，停止等）當前執行的程序名稱和

15、路徑或程序號報警信息及其報警內容或者報警狀態2）采用硬件-數據采集模塊進行數據采集其他無軟件通信能力的機床則可采用數據采集模塊實現基本的數據采集，可充分利用機床的電氣設計來完成一定的數據采集，通常可采集如下數據：機床開關機狀態主軸功率機床運行狀態機床三色燈狀態各種模擬和數字信號機床在生產加工過程中通常分為連續型加工和離散型加工兩種類型。連續型加工的特點是長時間的單一循環過程的加工，如汽車發動機生產線等，其機床的加工工藝和過程幾乎是從不改變的，主要應用于大規模的批量生產。離散型加工則見也小批量和單件加工，工藝和程序更換頻繁，生產過程不易控制。典型離散型工業擁有大量的各種數控機床和設備，包括不同時

16、期、不同種類的和不同配置的機床，因而數據采集的方法也就不同。另一方面由于離散型加工的特點，從生產管理和控制上的需要，則要采集盡可能多的數據，如加工的程序，主軸運轉狀態，機床運轉狀態，倍率多少，報警狀態等等與生產管理相關的信息。因此，機床數據采集具有以下特點：者】1.米集方式的多樣性針對不問數控系統，不問通信協議和連接方式（以太網、串口等）米用相匹配的方式或/昆合方式達到米集數據的最大化。2.采集數據的定制性針對數控機床的具體配置和設置，獲得所需定義最準確的數據。每一臺機床可能都具有其，持殊性。如同樣的數控系統，采用數字主軸和模擬主軸，其采集的數據也有所差異。又如在很多磨床中，主軸（砂輪）要求始

17、終不能停止，無論機床是否在運行或停止，而其他機床通常在機床停止時主軸也停止了。2. 采集數據的統一性|由于數控系統和機床設計的差異，其狀態的定義也各不相同，如西門子系統中操作方式包括手動、自動、MDA，而FANUC系統的操作方式則有MDI、自動運行、存儲器編輯、手輪、JOG手動等定義，但在上層管理應用上則應規范和統一定義，才能在企業管理層統一應用。現在國內外市場上出現了一些對數控機床進行數據采集和監控的系統。現對這些系統的采集方法進行比較.對局檔機床數控系統的數據米集目前常見的數據米集廠家都米用數控系統廠商提供的數據米集軟件或系統二次開發軟件來進行數據的米集。其典型的系統米集方式如下：1.西門

18、子840D/810D系列系統1）米用以太網進行數據米集。通常要求西門子840D系列系統米用PCU50的人機計算機，WindowsNT4.0和WindowsXP操作系統，采用以太網卡進行數據采集。在PCU50上安度米集軟件，如西門子的MCIS（運動控制信息系統）或者米用OPC接口進行數據米集這種方式采集的數據比較多但對系統配置要求比較高。對于老840D/810D和FM-NC等系統受到限制。如采用Win32或win95的MMC103的人機單元，PCU20和MMC100.2等無Windows平臺配置的機床。2）再有采用PLC通信的方式。就是通過對西門子840D系統機床的S7-300的PLC進行遠程訪

19、問，從而對機床的一部分數據進行采集。該方式與數控系統的人機單元沒有要求。但機床的PLC因與具體的機床相關聯，需要對每一臺機床的PLC都比較熟悉，才能保證機床的正常運轉不受影響。3）對西門子中低檔系統如802D、802Dsl、828D、802C、802S等機床無有效的數據采集方法。2. FANUC系統1）采用以太網進行數據采集。通常要求FANUC系統具有以太網功能，通過FANUC的FOCAS開發軟件包進行開發數據采集軟件。采集的數據量比較大。缺點是對機床配置要求比較靠高，不適應于大量無網卡的機床。2）串口數據采集。常見的采用宏程序進行數據采集。該方式需要在加工宏程序中加入FANUC的串口打印輸出指