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基于物联网的数字化工厂中质量管理信息采集

更新时间：2019-12-24 07:40:27 大小：2M 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：物联网信息采集 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

提出了基于物联网的零件质量管理信息采集系统,该系统集成多种检测设备,实现零件的检测信息自动提取、收集和存储,为数字化工厂的管理提供工件质量信息的大数据,为现代制造业的升级转型提供必要的技术基础,具有重要的工程应用价值.

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制造信息他。．Manufaclunngi

基于物网的数字化工厂中量管理信息采集水

②

周阿

①

邵

刘

冲②

(①西安工程大学，西西安710048；②西安理工大学，西西安710048)

摘要：提出了基于物网的零件量管理信息采集系

提取、收集和存数字化工厂的管理提供工件量信息的大数据，

型提供必要的技。具有重要的工程用价

：数字化工厂；量管理；物网；自提取；大数据

号：TP274 文献：A

。

系

集成多种

，

零件的

信息

自

，

代制造的升

基

。

关

中

分

DOI：10．19287／j．cnki．1005— 2402．2016．07．027

nformation

control in the

based on internet of

digital factory

acquisition

quality

things(10T)

ZHOU

Awei①，SHAO Wei②，LIU

Chong②

(①Xi’an Polytechnic

710048，CHN；

University，Xi’an

②Xi’an

University

Technology，Xi’an 710048，CHN)

information

control of the

based on internet of

pans

Abstract：An

acquisition system

quality

things(IOT)is pro—

can

integrate variety

of detection

can achieve automatic

equipment，and extraction，

posed．The system

collection and

of detection information of the

can be obtained

various measure e—

storage

parts，which

the data of the

big

can

information of the

for the

quipments．Meanwhile，the system

provide

quality

parts

of the

and the

technical basis for the

and transformation

management

factory

digital

necessary

has

upgrading

of the modern

value．

manufacturing

industry，and

important engineering application

data

control；internet

Keywords：digital factory；quality

things(10T)；automatic extraction；big

数字化工厂是零件制造的核心元，通不断提

升数字化制造能力和数字化同水平，建立起适

数字量的零件数字化工、数字化加工、生

管理和合自化集成境¨“j。

面向数字化工厂的品数据管理(PDM)可零件

果。(3) 然工厂具

自

化

，但是由于

工位上的量信

全

量程中信息分散管理，每个

息无法及反映，致在加工完成之后才

出零件

量

用

不合格。

于以上有情况分析，

数字化工厂，建立

的数字化

信息的集成管理⋯ 。数字化

化加工等技成熟，而目前国内数字化量信息

取水平不高，其主要缺点有以下3点。

(1)使用量具手工

入和保存，信息分散，不利于

分析"J。(2)工厂内不有三坐

，而且有

信息并不能及

致了目前

信息行有效的管理，造成两种

、数字化工、数字化加工和数字化

量

一个新的数字化零件量信息管理系是十分重要

的，而数字化零件量信息数据采集系已成数字

、数字化工、数字

比

化工厂信息化的重要

，采集系的性能劣直接

的

决定着数字化工厂的生效率。因此，建立一个

一

改

，

量

果通手工

数据的

的

化

善

量信息采集系是至关重要的，此系融合自

、数控系量具，

方式，也

量

和

的

不

量机等自

的

企

的信息化管理提供可靠

化

量

的

量

。然而，

工厂内零件

只能

的数据。本文提供一种与企内MES、ERP系

合的数字化，使企管理更加自化、智

能化。建立数字化工厂中零件

量管理信息采集系。系在采集

了系，可以智能采集和网无数据

相

的

地

量

系

，

量

系

自

化

系

以物网基

信

及

行

息的分立，并不能完整地体整个工厂内的加工

性

}

西省教育基金目(15JKl331)；国家自然科学基金目(51505359)；西安T程大学博士科研启基金目(BSl428)

；’

固弋

zulO平弟’

万方数据

e．ManufaClunngi制造信息他

，

方法具有便捷、高效、准确率高等点，不但能

内数据采集，可以通更大范

甚至更大的数据采集。

要包括：(1)数据采集接口的一，

将网信号

网

，

接至工厂内局域网，

接。了完成串口数据与网

了串口服器作串口网

便

了

信

的

网

量数据与网

的

厂

量

硬件系

不同生厂商

接H。(2)数据采集端服器，

主

息

向

的任

服

，

器支持多种模式的通，其中支持TCP服

的数据

器模式、TCP客端模式、UDP模式、

模式和反

准网

网并将数据最存人

系

数据

。

端模式等工作模式，允

用

件通

BSD

用程序接口(winsock

sockets)

串口

。

1基于物网的采集系硬件构建

搭建的数据采集端服器具有8个串1：3，可支持8

种不同

在

同

接，并且具有超差警功能。

在

生

内每个工位上都有一个

站，

量

，

色指示灯亮起

此

所

象

每个

站都配有一定数目的

量具(如表1所

于超差状，若保留目前超差的量数据

，系将会入下一个要素

按

行

色按

量，

示)。

自

跳

表1

如果需要重新

行再一次

在按下色按之后，需要人工重

。

工位工位1

工位2

工位3

工位4

新

取

卡尺2#1

深度尺3#1

卡尺3#1

卡尺4#1

CMM

量具

内径千分尺2#1

外径千分尺2#1

～～⋯ 獬墨獬参曼一一一⋯

外径千分尺3#1

高度尺4#3

-。。。。。。。。。。。。。。。。。。。’。’。。。。。。。。。。。。。。—

L’。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。’’。。。。— — L。。。。。。‘。。‘。‘‘‘。。。。。。。。。。。。。— J

o⋯ ～～⋯ 一一～一～～一一一J

其生厂商主要是

情况构建信息采集硬件系。本信息采集系

硬件成如 l所示，主要包括数据采集端服

和三丰。因此，可根据

2效据采集靖服器原理框

1．2数据

数据

接口模

器

接口的主要目的是将

一的格式，并通 RS232接口接人数据采

端服器，的数据通

量具的

信

和数据

接口模。其中，

器具通数据

量

系

中各种不

号

集

成

同的数字化

接口接至端服

与

系

。

器，通数据采集端服

一，通

厂内局域网将数据上至企数据

器

物

网

目前，各种量具厂商都在常用的

字接口，但是由于不同厂家

量具上添加了数

通

网

上

至上位机，上位机通

工

器具具有不同的数据

，

行

信息

格，

数据的不一是量信息管理系构建的

的数字化管理和企内MES、ERP系

行信息

一大障碍。因此，本数据采集接口模

一将

及

交

。

三丰量具的16Exd数据接口

至通用的RS232

通

接口，再通数据采集端服器内的串口服

H致据

接口l H卡尺

^接口2H千分尺

器将采集数据通 TCP／IP

送至主机。在

一数据

当

人

按下量具上的量数据送按，量具

上的量数据通理器后上至数据采集端服

器，再数据采集端上用的算机。

量具数据接口具有数据出(DATA)、

— 叵匝H数据采集端服器卜

系

交

一致据

接口一H深度尺

服

器

机

至

c峭

倒懈黼黼H

出

；

：

(CLOCK)、准

状

出(READY)和求数据端口

序如 3所示。

(REQUEST)，它

的

— 叵巫H数据采集端服器H鼓控机床等

1数据采集系硬件成框

1．1数据采集端服

数据采集端服器担着数据

与网信息的任，它是基于物网的数字化工

厂中零件量管理信息采集系硬件的核心之

器

接口的数据

一。数据采集端服器的原理如 2所示，主要部

分由串口服器和路由器成。其中，串口服器的

、三丰量具数据

出

序

主要功能便是将串口数据

成网信号，路由器是

、

；’

ID年帚，朋

眇 U

万方数据

制造信息他e．Manufa。lunni

取，通 Zigbee

送至接收端。接收端通串El将量数据上至数

据采集端服数字化量具的数据采集，其原

理框 6所示。

将

取到的量具

信息

将REQUEST端和DATA端接人片机的外部中

断El上，向REQUEST 送一个低

平

求数据，即可

在DATA端口上取返回数据。返回数据格式是一串

器

如

二

制数其格式如 4所示，前四位是数据，d5位

量具的符号位，d6一d11是量具的数据

量具的小数点位，d13 是数据的

上是

数据采集端服

器

位，d12是

位

格式分是毫米和英寸。

小数点

2(0100)

3(1100)

l蚴ss一

符号

4(OO LO)

正号：o(oooo)

6基于Zigbee无卡尺数据采集原理

2采集系

件

零件量管理信息采集系

端服件和系

件系主要任是采集数据采集端服器所

来的网数据和

件包括数据采集

位

数据

器

服

器

件

，而系

服

器

上

mlXl：o(oooo)

inch：1(1000)

、三丰量具致据

格式

零件量信息化管理，可以采用

用

件也可以采用通用MES或ERP 件，里就

根据以上数据格式及企

的

需求

了两种

不再述。而数据采集端服

器

件采用和硬件相

数据

接口，分是有数据

接口和无数据

适

的

件

构，采集程序的流程如 7所示。

接口。

1．2．1有数据

数据

接口模

接口模采用8052 片机作

有

主

控芯片，其

将数字化

原理如 5所示。它是通量具接口

量具所的数据人8052 片机，再由

其

行数据

理，最

通

串口送至数据采集

端服器。

数

DATA

据

采

CLOCK

READY

集

／LJ＼

＼广]／

8052

◇

比

端

服

REQUEST

器

5致据抉原理

1．2．2无数据采集模

了

的便捷性，系

了无数据

模

，

量数据可以通

无的方式至数据采集

端，

量

来了更多的灵活性。用CC2530F256

芯片，CC2530F256是IEEE 802．15．4的无

通

芯

MCU和

准的805l

片。CC2530芯片集成了增

工

RF收器，以及系可程Flash存器，8一KB

RAM和多其他大的功能。数字化量具通量具

7零件量管理信息采集程序流程

接El 路接人CC2530，片机量具的

信息

行

‘ulO}月f

固訾

曳=i∥

万方数据

e．Manufaclunngi制造信息他

表2

果

尺寸／

无

数据

接口

有

数据

接口

无

数据

接口

有

数据

接口

lO．125

10．125

lO．125

10．125

lO．125

10．125

lO．125

10．125

，

lO．125

— 5．635

— 8．612

25．ool

— 8．612

25．ool

— 8．612

25．001

— 8．612

25．001

— 8．612

25．00l

— 8．612

25．001

— 8．612

25．ool

— 8．612

25．001

— 8．612

25．00l

— 8．612

25．00l

— 8．612

25．001

，

一8．612

25．00l

25．001

12．013

10．055

12．013

10．055

12．013

10．055

12．013

10．055

12．013

10．055

12．013

10．055

12．013

10．055

12．013

10．055

12．013

10．055

，

10．055

18．012

10．055

18．012

10．055

18．012

17．035

18．012

17．035

18．012

17．035

18．012

17．035

18．012

17．035

18．012

17．035

18．012

17．035

18．012

17．035

18．012

17．035

30．015

17．035

30．015

17．035

30．015

17．035

30．015

40．0ll

30．015

40．01l

30．015

40．Oll

30．015

40．0ll

30．015

40．01l

30．015

40．Oll

30．015

40．Oll

30．015

40．011

，

40．0ll

40．Oll

40．011

40．01l

40．0ll

率高的特点，能

足数字化工厂零件量管理信

量管理水平、生

效益，数字化工厂建提供了数字化

3系

息的采集要求，有效地提高了企

的

本文建立的基于物网的零件量管理信息采集

集成多种零件的信息自

取、收集和存数字化工厂的管理提供工件量信

息的大数据。根据表1搭建了零件量管理信息采集

效率和

系

，

提

信息，具有重要的用前景。

，

参考文献

[1]舒君，魏

．

代

信息数字化技

展

[J]．CAD／CAM

与制造信息化，2011(12)：34— 36．

系

的

平台，将

，并

果如表2所示。有采集模准确率

CC2530通距离于系性能

有很大影响，所以需要不同距离情况下的CC2530

分

10 ，分

零件

[2]夏尊，郝明．基于网

，2001，15(2)：36— 38．

境下的数字化工厂[J]．沙大学学

信息

行

每尺寸写3次，察上位机

果，

100％；无

[3] 大蓬，吉喜，刘炬．基于数字化工厂下的集成量管理系

研究[J]．机械与制造，2009(10)：251— 253．

，黄．数字化工厂技状与 [J]．航空制造技

模

[4]

国

的

用

，2013(8)：34— 37．

通

效率

行

。

，在室内15 m范内通

的通要求。并且与

[5]李山，挺，冰，等．数字化工厂技及其在航空品研中的

用[J]．航空制造技，2008(19)：46— 49．

基本无失，足一般

的零件量管理信息采集效率相比具有效率更高、

写速度快、准确率更高的特点。

[6]王．企数字化

2011(5)：116— 118．

[7]郭．整制造企

的数据采集技概 [J]．制造技与机床，

生

程

量控制及价方法研究[D]．武

：

武

理工大学，2012．

第一作者：周阿，女，1981年生，

，研究方向

本文建立的基于物网的零件量管理信息采集

零件

量

、数字

像

理等。

系

。

系

集成多种

息自提取、收集和存

量信息的大数据。

果表明：具有通效率高、写速度快、准确

，

零件的

数字化工厂的管理提供工

性能行了

信

(

弘 )

，

(收稿日期：2016— 02一18)

件

系

，

文章号：160736

如果您想本文的看法。将文章号填入者意

表

表中的相位置。

系

· 名

解

磁力研磨所磁力研磨，就是指磁性磨料(必兼有可磁化及能行研磨两种性能的粒状物)在磁中形成的磁性刷子，

工件表面行精加工的一种方法。磁力研磨适用于零件表面的光整加工、棱倒角和去毛刺。既可用于加工外表面，也可用

于平面或内表面，甚至表面、螺等复表面的研磨抛光。利用磁力研磨方法去除精密机械零件的毛刺，通常用于液

元件和精密耦合件的去毛刺，效率高、量好，是其他工方法的。

是使金属坯料在模内受出模孔而成形的加工方法。按照金属坯料受

和温三种。冷是在室温下行的；温度与造温度相同；而温

常用于生各种形状复、深孔、薄壁、异型断面的零件。

和

以

被

温度的高低，

又可分

冷

、

是将金属加到100～800℃后

行

。

型圭整

2016年第7期

万方数据

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