FANUC数控系统的机床数据采集

FANUC数控系统的机床数据采集(2012-05-24 14:13:55)▼分类：机床数据采集及监控标签：发那科fanuc数据采集0i16i18i同西门子数控系统一样，日本发那科（FANUC）生产的数控系统是全球数控机床上装备的主要的系统之一。

从上世纪70年代以来，其生产的系统种类较多，较常用的如早期的FANUC 0/6/15/18系统等，后随着数字驱动技术和网络技术等技术的发展，又推出了i系列的系统，如FANUC 0i/15i/16i/18i/21i/31i等数控系统。

早期的FANUC系统开放性差，通常使用宏程序和硬件连接方式进行数据采集，但采集的数据比较少，而且实时性差，对加工和操作带来影响。

但这类系统目前已逐渐淘汰，使用量比较小。

在i系列数控系统中，由于配置的不同，则可使用不同的方法进行数据采集。

在配有网卡的数控系统中可利用FANUC系统的数据服务功能实现数据采集。

在FANUC的许多系统中网卡都是选件，而在最新的系统上，网卡逐渐变成了标准配置，如FANUC 0i-D等。

制造数据管理系统MDC对于具有以太网的FANUC数控系统，可采集的数据量也非常多。

典型的数据包括：–操作方式数据：手动JOG、MDA、自动、编辑等–程序运行状态：运行，停止，暂停等–主轴数据：主轴转速、主轴倍率，主轴负载，主轴运转状态–进给数据：进给速度、进给倍率–轴数据：轴坐标，轴负载–加工数据：当前执行的程序号；当前使用的刀具–报警数据：报警代码、报警和信息容所有数据均实时后台采集，不用任何人工干预。

制造数据管理系统M对于不具有以太网的FANUC i系列的数控系统，也可采集大量的数据。

典型的数据包括：–操作方式数据：手动JOG、MDA、自动、编辑等–程序运行状态：运行，停止，暂停等–主轴数据：主轴转速、主轴倍率，主轴负载，主轴运转状态–进给数据：进给速度、进给倍率–加工数据：执行的程序号；使用的刀具号–报警数据：NC报警和PLC报警状态所有数据均实时后台采集，不用任何人工干预，也无需修改NC程序。

西门子数控系统在数控机床上得到了广泛的应用，尤其在高档数控机床上应用非常普遍。

西门子数控系统的种类也非常多，如早期的SINUMERIK 810M，SINUMERIK 840C等模拟系统。

从上世纪90年代开始，西门子的数字数控系统开始大规模的使用，形成了两大类主要的数控系统，即西门子SINUMERIK 840D系列和西门子SINUMERIK 802系列。

1. 西门子SINUMERIK 840D/810D系列数控系统SINUMERIK 840D系列包括SINUMERIK 840D、810D、FM-NC、840Di，这些系统具有大部分相同的接口参数，大部分相同的部件和相同的通信接口。

包括近期推出的Solution Line系列的Sinumerik 840Dsl,840Disl，都具有很多的共通性。

在机床数据采集中，根据这些系统配置的人机界面单元的不同则采取的手段也就不同。

该系列的人机界面单元包括采用通用操作系统平台和嵌入式操作平台两大类。

通用操作系统的人机部件有早期MMC102、MMC103等，其系统包括Windows 311、Windows 32、Windows 95等；当前使用的PCU50,PCU50.3等，其操作系统为Windows NT4.0和Windows XP等。

在嵌入式操作系统的人机部件早期包括MM100.2，当前使用的PCU20等。

制造数据管理系统MDC针对这两类配置的数控系统，采用不同的方式实现数据采集，而采集的数据上基本相同，可采集的数据量也非常多。

例如，典型的数据包括：–操作方式数据：手动JOG、MDA、自动等–程序运行状态（运行，停止，暂停等）–主轴数据：主轴转速、主轴倍率，主轴负载，主轴运转状态–进给数据：进给速度、进给倍率–轴数据：轴坐标（机床坐标系、工件坐标系统），轴负载–加工数据：当前执行的程序名称、程序路径；当前使用的刀具–报警数据：报警代码、报警信息容、报警时间所有数据均实时后台采集，不用任何人工干预。

2. 西门子SINUMERIK 802系列数控系统西门子SINUMERIK 802系列数控系统包括SINUMERIK 802S/802C/802D数控系统和Solution Line系列的SINUMERIK 802Dsl/828D等数控系统。

其在数据接口、操作部件和软件通信上具有许多相通之处。

根据配置和版本的的不同，其通信接口也可分为两大类：以太网通信和串口通信。

SINUMERIK 802S/802C/802D以及早期版本的SINUMERIK 802Dsl系统，不具备以太网通信功能，SINUMERIK 802Dsl后期版本和SINUMERIK 828D系统具备以太网通信功能。

针对不具备以太网通信功能的西门子802系列数控系统，制造数据管理系统MDC可采集到如下的典型数据：•操作方式：手动，MDA、自动等•主轴数据：主轴转速、主轴倍率，主轴功率、主轴运转状态•进给数据：进给倍率、进给保持状态•程序运行状态（运行，停止，暂停等）•加工数据：当前使用的刀具号•报警数据：NC报警，PLC报警状态和PLC报警号所有数据均实时后台采集，不用任何人工干预。

针对具备以太网通信功能的西门子802系列数控系统，制造数据管理系统MDC可采集到大量的数据，其数据量与SINUMERIK 840D系列相当。

例如，典型的数据包括：•操作方式数据：手动JOG、MDA、自动等•程序运行状态（运行，停止，暂停等）•主轴数据：主轴转速、主轴倍率，主轴负载，主轴运转状态•进给数据：进给速度、进给倍率–轴数据：•轴坐标（机床坐标系、工件坐标系统），轴负载•加工数据：当前执行的程序名称、程序路径；当前使用的刀具•报警数据：报警代码、报警信息容、报警时间所有数据均实时后台采集，不用任何人工干预。

制造数据管理系统MDC（Manufacturing Data Collection and Control）主要用于采集数控机床和其他智能设备的工作和运行状态数据，实现对设备的监视与控制，并对采集的数据进行分析处理，也可为MES和ERP等其他软件提供数据支持。

MDC系统是机床数据采集系统和机床数据分析出理系统的集成，是具有数据采集，机床监控，数据分析处理，报表输出等功能的车间应用管理和决策支援系统。

MDC系统和NC程序传输系统DNC采用相同的网络结构，系统架构上也完全兼容，因此可采用同一网络的硬件资源，降低硬件投入，简化系统维护，共享数据资源，从而使用户获得最大的收益。

MDC系统充分利用机床已有的硬件资源，实现机床通信资源的共享。

如MDC和DNC 系统可共用数控系统的网卡或者串口通信端口进行数据采集和程序传输的功能。

例如西门子802D/C/S系统、FANUC 0i系统共用一个串口实现MDC/DNC两个系统的功能需要。

MDC系统的特点：1)基于以太网络通讯平台以通用以太网为骨干网络，减低硬件投入，增强了数据通讯能力，奠定车间与工业以太网的发展相适应能力。

基于以太网络的模式从而充分利用车间现有网络，可完全与DNC网络兼容。

2)灵活的数据采集方式由于如今金属加工工业的数控机床数量较大，采用单一系统或单一机床的企业很少，对于大多数企业，其机床种类比较多，新旧不一，因此如果采用某一种数据采集方式则缺乏灵活性，从而使得能采集的数据不能最大化。

而根据车间现场具体设备情况采用相应的数据采集方式，既能获得最大的数据量，又能有效的控制成本投入，取得最佳的性价比。

制造数据管理系统MDC常见的采用如下方式：•软件通讯方式（TCP/IP、串口通讯等）•工业总线方式（如PROFIBUS、MODBUS，CAN总线等）•硬件方式（数据采集模块）•终端数据采集3)丰富的采集数据量从简单的开关量到复杂的模拟量和字符串，制造数据涵盖车间现场需求的各个方面。

常用数控系统（Siemens、Fanuc、Heidenhain、Num等）经验丰富的二次开发能力，多样化的数据采集手段，让数据的获取拥有最大的可能。

典型采集数据：•机床操作状态：手动、自动等•主轴转速、主轴倍率，主轴功率•进给速度、进给倍率•程序运行状态（运行、停止、暂停等）•当前执行的程序名或程序号•当前使用的刀具号•报警状态和报警信息等4)实时、后台化的数据采集通过与数控系统、PLC系统、以及机床电控部分的集成，实现对机床数据采集的自动化执行，不需要操作人员的手动操作，这样既保证了数据的实时性，也减少了人工操作产生的失误，保证数据的真实和准确性。

5)专业化、可视化数据处理和分析针对金属加工行业和离散型加工的特点，在采集数据的数据挖掘方面，提供更为专业化的分析和处理。

可视化的数据处理和丰富的图形报表展示功能，涵盖了车间应用的各个方面。

并对设备和生产相关的关键数据进行统计和分析如开机率，主轴运转率，主轴负载率、NC运行率，故障率。

MDC系统与NC程序传输系统（DNC）具有良好的兼容能力。

MDC系统与DNC系统采用大部分相同的网络硬件和通信硬件资源。

除与公司自身的DNC系统完全兼容并集成外，也与与CIMICO、Predator、CAXA等第三方的DNC系统兼容。

系统应用围：根据机床的配置情况，MDC系统支持各种接入方式的混合接入，可应用于各类数控机床及PLC控制设备。

1)采用软件通信实现对机床的大量数据采集以软件通信手段为主，采用以太网、串口、MPI总线等设备进行通信实现数据采集。

该方式几乎不用增加过多硬件即可实现对机床全面的数据采集和监控，其采集和监控的数据量大，几乎包括数控系统的各个方面的数据典型机床配置机床系统配置西门子840D/810D系列从早期的Win3.11到WinXP各系统，从无硬盘的MMC100到有硬盘的PCU50。

系统包括：840D、810D、FM-NC、840Di、840Dsl、840Disl西门子802系列802S、802C、802D、802Dsl、828DFANUC i系列系统配有以太网接口的使用以太网，无网卡的使用串口HEIDENHAIN系统MillPlus、TNC426/430、iTnc530马扎克（Mazatrol）系统Mazatrol Fusion 640三菱（MITSUBISHI）系统M70、C70、M60、E60……NUM系统Flexium CNC、Axium Power CNC…………典型的采集数据：机床开关机状态机床操作状态：手动，自动，MDI等主轴转速、主轴倍率，主轴功率进给速度、进给倍率程序运行状态（运行，停止等）当前执行的程序名称和路径或程序号报警信息及其报警容或者报警状态2)采用硬件-数据采集模块进行数据采集其他无软件通信能力的机床则可采用数据采集模块实现基本的数据采集，可充分利用机床的电气设计来完成一定的数据采集，通常可采集如下数据：机床开关机状态主轴功率机床运行状态机床三色灯状态各种模拟和数字信号机床在生产加工过程常分为连续型加工和离散型加工两种类型。