СТАНОЧНЫЙ ТЕРМИНАЛ

Полезная модель относится к устройству, специально разработанному для технологического оборудования, в частности, к области станкостроения и может применяться в системах ЧПУ (числовое программное управление).
Оборудование с ЧПУ может быть представлено: станочным парком, например, станками (станки, оборудованные числовым программным управлением, называются станками с ЧПУ): для обработки металлов (например, фрезерные или токарные), дерева, пластмасс, для резки листовых заготовок, для обработки давлением и т.д., приводами асинхронных электродвигателей, использующих векторное управление; характерной системой управления современными промышленными роботами.
Станочный терминал является интерфейсным устройством для обмена информацией между технологическим оборудованием с различными системами управления и современными информационными системами.
Из уровня техники известно устройство ввода или вывода управляющих программ для обработки деталей в станках с ЧПУ, УВВ51, описанное в патенте на полезную модель №33244, опубл. 10.10.2003 кл. G06F 13/12, включающее интерфейсную часть фотосчитывающего устройства, соединительный кабель с устройством ЧПУ, при этом оно дополнительно содержит однокристальный микроконтроллер, узел оптронной развязки, соединительный кабель с персональным компьютером и снабжено перемычкой для выбора режима работы. Недостатками известного устройства является отсутствие дискретных оптоизолированных каналов ввода-вывода, что не позволяет подключать любое оборудование, как станки с ЧПУ, так и станки без ЧПУ, любое технологическое оборудование - насосы, печи, двигатели, кондиционеры, вентиляторы любых производителей, т.е. отсутствует возможность проводить мониторинг всего оборудования на предприятии, а также отсутствие встроенной памяти.
Известно устройство для контроля станков, описанное в патенте на изобретение US 20100154051 A1, опубл. 17.06.2010, кл. G06F 12/10, включающее процессорную часть, интерфейсную часть, цветной графический дисплей, клавиатуру, соединительные кабели с устройством управления станком, сетевой интерфейс ETHERNET, станочные интерфейсы, сменный носитель информации в виде съемной карты памяти большой емкости, при этом, станочный терминал является одновременно интерфейсом между современными информационными системами и системой управления станком, содержит устройства, обеспечивающие обмен данными через GSM каналы связи. Недостатками известного устройства является отсутствие дискретных оптоизолированных каналов ввода-вывода, что не позволяет подключать любое оборудование, как станки с ЧПУ, так и станки без ЧПУ, любое технологическое оборудование - насосы, печи, двигатели, кондиционеры, вентиляторы любых производителей, т.е. отсутствует возможность проводить мониторинг всего оборудования на предприятии.
Известен станочный терминал, описанный в патенте на полезную модель CN 203084510 U, опубл. 24.07.2013 кл. G05B 19/414, включающий процессорную часть, интерфейсную часть, цветной графический дисплей, клавиатуру, соединительные кабели с устройством управления станком, сетевой интерфейс ETHERNET, станочные интерфейсы, при этом, станочный терминал является одновременно интерфейсом между современными информационными системами и системой управления станком, содержит устройства, обеспечивающие обмен данными через GSM каналы связи. Недостатками известного устройства является отсутствие дискретных оптоизолированных каналов ввода-вывода, что не позволяет подключать любое оборудование, как станки с ЧПУ, так и станки без ЧПУ, любое технологическое оборудование - насосы, печи, двигатели, кондиционеры, вентиляторы любых производителей, т.е. отсутствует возможность проводить мониторинг всего оборудования на предприятии.
Известен станочный терминал, описанный в патенте на изобретение CN 102880115 A, опубл. 16.01.2013, кл. G05B 19/406, включающий процессорную часть, интерфейсную часть, цветной графический дисплей, клавиатуру, соединительные кабели с устройством управления станком, сетевой интерфейс ETHERNET, станочные интерфейсы, при этом, станочный терминал является одновременно интерфейсом между современными информационными системами и системой управления станком, содержит устройства, обеспечивающие обмен данными через GSM каналы связи. Недостатками известного устройства является отсутствие дискретных оптоизолированных каналов ввода-вывода, что не позволяет подключать любое оборудование, как станки с ЧПУ, так и станки без ЧПУ, любое технологическое оборудование - насосы, печи, двигатели, кондиционеры, вентиляторы любых производителей, т.е. отсутствует возможность проводить мониторинг всего оборудования на предприятии.
Наиболее близким является программно-аппаратный комплекс для управления технологическим оборудованием с ЧПУ, описанный в патенте на полезную модель RU 126855 U1, опубл. 10.04.2013, кл. G05B 19/00, содержащий коммутационно-соединенные панель оператора системы управления, станочную панель системы управления, промышленный компьютер с установленным ядром системы управления, по меньшей мере, один мобильный компьютер с установленной виртуальной панелью, персональный компьютер с установленной виртуальной панелью, сетевой маршрутизатор, при этом ядро системы управления выполнено с модулем синхронизации, а станочная панель подключена напрямую к промышленному компьютеру с возможностью обработки и передачи данных на модуль синхронизации, кроме того, мобильный и персональный компьютеры подключены к промышленному компьютеру системы управления. Недостатками известного устройства является отсутствие дискретных оптоизолированных каналов ввода-вывода, что не позволяет подключать любое оборудование, как станки с ЧПУ, так и станки без ЧПУ, любое технологическое оборудование - насосы, печи, двигатели, кондиционеры, вентиляторы любых производителей, т.е. отсутствует возможность проводить мониторинг всего оборудования на предприятии, а также отсутствие встроенной памяти.
Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в устранении вышеперечисленных недостатков.
Технический результат - расширение функциональных возможностей устройства за счет использования карты памяти большой емкости, в результате чего осуществляется повышение надежности хранения данных.
Станочный терминал выполнен с возможностью осуществлять передачу и прием данных мониторинга состояний станков, технологические управляющие программы для станов с ЧПУ, технические и технологические параметры оборудования. Обмен информацией между заявленным терминалом и станочным оборудованием может осуществляться посредством станочных интерфейсов и дискретных каналов ввода-вывода, между терминалом и информационной системой - по сети ETHERNET, вся информация при этом накапливается на карте памяти терминала большого объема и может быть передана по запросу станка или информационной системы.
Станочный терминал выполнен в виде корпуса, внутри которого расположен процессор, внутренняя память, контроллер, который обеспечивает обновление памяти, модуль Wi-Fi, на передней панели корпуса терминала расположен разъем для подключения съемной карты памяти большой емкости, дисплей, клавиатура, разъем для соединительных кабелей с устройством управления станком, узел сетевого интерфейса ETHERNET, станочные интерфейсы, такие как, например RS232, ИРПС, ИРПР, USB, которые необходимы для подключения к станочному оборудованию с различными системами управления, дискретные оптоизолированные каналы ввода-вывода, GSM канал связи.
В качестве съемной карты памяти большой емкости в станочном терминале могут использоваться стандартные USB флеш-накопители или SD-карты и ММС-карты памяти, возможна установка карт памяти стандартов miniSD и microSD через соответствующие переходники. Съемная карта памяти большой емкости необходима для записи на нее копии технологической информация, которая также записывается и на внутреннюю память терминала, при этом если связь с сервером по сети Ethernet или Wi-Fi будет потеряна, то информация потеряна не будет, а будет записана на карту памяти и после восстановления связи передана на сервер.
Дискретные оптоизолированные каналы ввода-вывода, в заявленном терминале позволяют подключать любое оборудование, как станки с ЧПУ, так и станки без ЧПУ, а именно любое технологическое оборудование - насосы, печи, двигатели, кондиционеры, вентиляторы от любых производителей. Таким образом, в единую сеть предприятия можно свести и проводить мониторинг всего оборудования.
Сущность полезной модели иллюстрируется ссылкой на сопроводительный чертеж, на котором изображен:
фиг. 1 изображает структурную схему станочного терминала.
Терминал выполнен с возможностью сбора и накопления на карте памяти большой емкости данных мониторинга состояний станочного оборудования, передачу по локальной сети ETHERNET накопленной информации о работе станочного оборудования, прием и передачу управляющих программ обработки деталей и другой технологической информации по сети ETHERNET, ввод в станок с программным управлением, вывод из станка с программным управлением и хранение управляющих программ обработки деталей.
Пример практического осуществления полезной модели.
Терминал устанавливают на станке с ЧПУ и подключают к локальной сети ETHERNET. С помощью кабеля станочный терминал соединяют со станочным разъемом, посредством которого осуществляется ввод технологических программ в станок. Еще одним кабелем оптоизолированные входы терминала подключают к определенным сигналам станка, отражающим его состояния (станок включен, гидравлика включена, работа по программе и т.д.). После подачи питающего напряжения терминал автоматически начинает сбор, накопление информации Ό работе станка, эту же информацию терминал может также при необходимости передавать в локальную сеть. Загрузку и выгрузку технологических программ осуществляет оператор станка посредством терминала в диалоговом режиме.
Кроме того, терминал выполнен с возможностью осуществлять обмен данными и через мобильные каналы связи Wi-Fi, GSM.
Универсальность станочного терминала позволяет подключить его для передачи технологических управляющих программ (УП) к системам ЧПУ различных моделей и годов выпуска. Связь терминала с системой ЧПУ осуществляется через интерфейсы ИРПР (параллельный режим ввода-вывода), ИРПС (токовая петля 20 мА) или RS-232. Параметры интерфейсов задаются пользователем и хранятся в памяти терминала.
Для учета времени работы станка определяется ряд его состояний, исходя из задач мониторинга на конкретном предприятии и типа оборудования.
Станок может быть включен (на него подано питание) или выключен. Если станок включен, то он, либо изготавливает продукцию (работает по программе), либо простаивает. Простой станка может иметь различные причины: выполнение вспомогательных операций при обработки детали (установка детали, привязка нулевой точки и т.д.); наладка и переналадка станка; выполнение на станке плановых ремонтных работ (ППР); неисправность станка по электронике, электрике, механике; отсутствие, неисправность или корректировка программы обработки детали; поломка или замена инструмента; отсутствие заготовок; внеплановый простой по вине цехового персонала.
Контроль всех указанных состояний осуществляют при помощи предлагаемого терминала, используя для этого автоматический сбор информации и ее сохранение, как во внутренней памяти станка, так и на карте памяти большого объема. Все принимаемые терминалом данные по мониторингу записываются в его внутреннюю память и далее при необходимости передачи этой информации на сервер для осуществления контроля работы станка в реальном времени. Параллельно полученная информация записывается на карту памяти терминала. Это позволяет вести мониторинг работы станка при отключенной программе мониторинга и даже при отключении сети. При возобновлении работы по сети терминал передает программе мониторинга всю накопленную информацию и контроль в реальном времени продолжается.
Терминал может быть использован в различных системах управления производством как устройство, предоставляющее реальную информацию о работе станка как в локальном, так и в сетевом режимах.
Благодаря информации полученной о работе оборудования на предприятии могут быть решены следующие важные задачи:
определение производительности оборудования благодаря объективному учету данных;
оптимизация производства на основе реальных данных, собранных из систем управления технологическим оборудованием;
принятие объективных решений по перевооружению производства.
Станочный терминал ориентирован в первую очередь на промышленное применение, обеспечивая повышенную надежность эксплуатации и хранения информации.
В результате использования заявленного устройства повышается надежность хранения данных.