工业机器人柔性制造单元监测系统开发

蔡赟宇　肖诗韵　姚彤漪　沈守国　张亚龙　黄何伟

摘要： 以FANUC 0i-D系统为例，开发一个可监测并提取工业机器人柔性制造单元关键运行数据的软件系统。通过确定一种可基于PC机、工业机器人、数控机床三者的通信方式，实现通讯并提取数据加以分析处理，使用户缩短生产准备时间，提高产品质量。

关键词：监测系统；远程控制

中图分类号： 文献标识码：A

0 引言

进入21世纪以来，随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对一些重要行业（IT、汽车、轻功、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，而这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。工业机器人柔性制造单元监测系统的开发，实现了柔性制造过程中的机床信息的采集和显示。通过开发计算机软件系统对柔性单元的数控和计算机等设备进行监测，获取生产过程信息。本文介绍了基于计算机系统下的监测系统的开发，分别从总体设计、系统开发、设计原理多角度进行阐述。

1.总体设计

1.1 基于PC机和机器人及数控机床通信技术

以现有数控机床和工业机器人通讯设备为平台，研究通用以太网通信、串口通信和第三方通信协议和硬件的可行性，最终确通信方法，以减低硬件投入，增强数据通讯能力。

1.2 工业机器人和数控机床关键运行数据的提取和处理技术

对数控机床研究数控系统典型的数据如操作方式数据、程序运行状态数据、主轴数据、进给数据、轴坐标和轴负载等数据的提取技术

1.3 基于PC机的监测软件架构与开发

研究基于C#、VB和.NET等高级语言对整个系统进行架构，开发实用有效的监测软件系统，可实时监视生产现场的情况，为后续的控制提供数据保障，有助于缩短工厂生产的准备时间和提高产品质量，这样的软件更加体现专业性和易用性。

2.系统开发

2.1 通信线路的建立

数控车床网络监测系统的开发工具为C#、SQL SERVER数据库。为了应用程序的正常应用，需将FOCAS2库函数Fwlib32.dll、Fwlibe1.dll、Fwlib32.lib及头文件Fwlib32.h复制到工程文件夹中。并调用语句 short ret = cnc_allclibhndl3（“192.168.1.1”，8193，10，out Flibhndl）来建立通讯线路，正常时将返回0（0=EW_OK）。其中192.168.1.2为机床IP地址，8193为端口号。设置时PC侧的IP地址前三位（192.168.1.x）需与机床相同，从而实现机床与PC之间的通讯。

2.2 数据参数的提取

建立PC与CNC的以太网连接后，使用Visual Studio 2015软件，引用FOCAS2函数库进行程序编写。现在以读绝对轴位置（Read absolute axis position）为例：ret = Focas1.cnc_absolute（Flibhndl， -1， 16， odbaxis）（先读取刀具轴的位置）；string absoluteX = odbaxis.data[0].ToString（）（后将XYZ轴3个值分别赋值给absoluteX、absoluteY、absoluteZ）。生成工程文件，获取坐标信息。除此之外，PMC数据、主轴转速、进给率等都是需被提取的重要参数。

2.3 应用程序用户界面的设计

图1是应用程序界面设计中重要的组成部分。其所能记录的数据有电流、转速、进给率、坐标、温度等。以上都是有关监测软件对于数据记录的要求。

在机床加工过程中，状态监测的应用性研究的基础是分析这些过程数据的变化规律和特点，因此需要对监测的过程数据详细记下来，供后续的研究分析。

本软件的数据库功能的开发是基于Access数据库实现的。机床加工过程中参数监测的研究。

3 结束语

现在是信息时代、數字化时代，各种系统应用软件层出不穷，作为一名电气自动化的学生，应用系统控制技术进行相关产品设计是一个对理论知识的拓展和深层认识、将实践理论相结合的完美过程。通过应用软件能够给人们监测机床带来极大的方便，更节省了时间。本文由整体到分散部分详细而具体的对系统进行分析，完善对机床的监测，通过远程电脑便可控制改变传统的状况。但程序的完全智能化发展还需要以科技为支撑，依靠广大专业性技术人员以及设备资金投入，才能为人们的生活带来更大的便利。

参考文献：

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