才茂通信数控机床无线远程管理系统方案

▋应用背景

随着现代机械加工对复杂化、精密化、大型化以及自动化设备的要求不断提高，数控机床设备日益得到广泛应用。数控机床设备对加工质量及效率起着关键乃至核心作用，其造价往往相当昂贵。因此加工设备的损坏或故障停机以及生产效率的降低都会造成一定的损失。为了确保数控机床设备的正常运行和预防式维护，才茂通信采用了工业级5G/4G网关，针对厂商特定需求而量身打造数控机床设备远程智能监控系统，实现预防式维护数控机床，提升自动化产线效能！

数控机床是工作于生产第一线，直接参与生产加工，是智能生产的重要一环，数控机床设备需求大幅增加，由于机床设备厂商产品覆盖范围广泛，售后服务区域广，设备售后维护成了一个大问题：

1、无法保障设备可靠稳定运行，减少不必要的停机时间 ；

2、设备操作人员水准参差不齐，可能一些小问题都需要有售后人员现场去处理，降低了维护人员使用效率，增加维护成本 ；

3、服务面临更大的压力，设备在生产中出现问题，厂商客户已经不满足于24小时解决，而要求立即作出反映并解决问题；

4、厂商客户反馈设备问题时，因反馈人员个人表达的差异或准确度不够会造成描述的问题并不是真实存在的问题。

▋系统介绍

才茂通信数控机床远程智能监控系统方案是将分布式部署在各地现场的数控机床接入到云系统，对机床设备运行状态、易损部件磨损程度及电气控制系统的数据进行收集分析。才茂5G/4G WiFi智能网关可以实现数据采集、数据监控、数据安全防护，数据存储，数据上报，数据传输。智能网关为数控机床和云中心提供安全高速的连接，双模双WIFI应用实现数据传输链路冗余备份，保证数据转发不会中断，使工程师及时了解数控机床设备运行情况，缩短故障响应时间以及制定预防性维护计划，节约大量的人力和物力成本。

 以往传统数控机床数据检测串联方式，当某一台硬件或者软件发生故障时，会影响多台设备的运转。受RS232传输距离的限制，超过15米时必须增加长距离接收器，并且需要较多PC机一起配合实现。

数控机床远程监测系统方案利用传感器技术在数控机床上安装传感器----温度传感器、电压传感器、压力传感器、速度传感器、位移传感器及激光传感器等用来检测数控机床的运动轴、刀具以及其它床身机械或电气部件的运行状态，及时地采集数控机床各设备的温度、振动、声音等信息，把检测到的各种状态数据转换成数字信号，传感器数据以RS232/RS485/IO/以太网口接口传送到智能网关，应用5G/4G/WiFi等方式进行传输，服务器根据不同的状态信息实时记录和监视机床的运行状态。

通过服务器数据库，历史记录故障信息参数、刀补参数、螺距补偿、工作坐标等，为后续使用和维护提供依据。为防止数控机床信息丢失，数控系统参数、PLC的I/O状态数据、伺服和主轴相关数据、波形诊断数据、报警信息或系统识别等信息进行实时备份，对NC程序的调用和保存进行统一规范的管理。当出现参数丢失或意外更改等故障时，通过网络重置参数，从而解决手工恢复量太大，速度慢、效率低的问题。

利用无线5G/4G/WIFI网络技术，管理者通过手机/PC等终端设备，实时访问查看平台的产品所处的运行状态。并且可以针对制作工序进行检测，从而自动核算出产量及生产效率等相关数据。

 ▋系统功能

1、现场数据实时采集——机床运行状态实时监控

才茂工业智能物联网关具有丰富接口，包括RJ45/RS232/RS485/IO/WIFI等，并且兼容Modbus、MQTT等多种工业协议，保障数据采集的准确完整，支持采用不同设备的厂商的设备和系统接入，以实现系统之间、机器之间的互联和信息交互，能实时将机床的通讯端口的状态，当前传输的程序名称，传输的进度等数据实时传输，为工厂用户提供关键设备数据，并在云端形成相对完整、准确的数据存储。

2、网络边缘互联互通——实现本地化数据存储和处理

在现场级布署边缘计算节点工业智能物联网关，汇聚机床生产现场数据及来自工业控制系统如 PLC、历史数据库的数据、过程控制系统的数据，实现底层设备横向互联以及与上层系统纵向互通的连接，并进行数据的边缘处理，降低网络开销和后台平台压力，也可以对故障隐患进行本地预判，第一时间发现潜在故障，减少生产停工风险

3、远程维护——低运维成本

对每台机床进行远程维护，实现远程诊断，远程遥控，进行系统软件自动更新下载、信息传输等功能，运维人员无需去现场就能及时解决故障问题。

4、提高用户体验

设备问题及时解决，提升工作效率，同时提高厂商客户用户体验

5、云平台远程管理

工业智能物联网关支持接入云管理平台，通过设备管理云可以实时查看设备实际运行情况，对在线设备实现远程升级，数据配置等功能，对设备的运行状态可以通过图表形式统计和查看，也可以导出备案。设备管理平台实现对传输终端设备集中式的管理，远程监控维护。

▋系统优势

1、系统部署简便、快速

施工周期短，部署简单；

设备端口简单易接，配置简单易懂；

网络架构成熟稳定可靠，可利用现有服务器资源部署云管理平台环境。

2、用户使用方便、快捷

终端设备，网络设备，云管理平台部署简便，可视化参数配置页面；

用户可直接通过手机或PC端网页访问平台查看工业现场情况。

3、提供开放接口 扩展性强

才茂5G/4G通信网关终端具有高速数据处理、大容量内存与储存空间、支持标准串口、网口等接口，可扩展接各式各样的下位机，系统整体扩展性强；

云平台提供应用接口，支持二次开发，部署企业私有工业云平台；

▋行业应用的优点

1、对数控机床使用厂家来说

（1）实现预知维修，及早发现故障隐患，减少机床停机时间，提高生产率；当发现故障隐患可以在远程诊断和服务系统的指导下控制机床的加工，把损失降低到最低。

（2）远程与制造商互动，完善机床使用技巧，使机床利用率最高。同时可做到保护生产数据加密不外泄。

（3）合理预测机床寿命，使机床在保养、保产情况下合理服役。

2、对机床制造商与维保单位

（1）减少维保服务人员和费用，节省故障维修时间，提高客户满意度；

（2）方便对机床使用情况进行质量跟踪，发现机床缺陷，不断完善机床质量；

（3）对设备运行状态管理，故障早预防，维修对症下药。