CNC数控机床数据采集系统架构

CNC数控机床数据采集系统架构通常采用分层设计，实现从设备端到应用层的高效、稳定数据流转。典型的系统架构分为四层： 

1. 设备层（感知层）  

位于最底层，直接与CNC机床连接。通过数控系统自带的以太网接口（如FANUC FOCAS、Siemens S7）、PLC、或加装的传感器（振动、电流、温度等）采集原始数据。采集内容包括机床状态（运行、停机、报警）、加工程序（O代码）、主轴转速、进给量、坐标位置、加工数量及能耗等。对于老旧设备，可部署I/O采集模块或智能网关，通过硬接点方式获取基本状态。

2. 边缘层（采集与预处理层）  

由工业网关或边缘计算设备构成，负责协议解析、数据过滤、本地缓存和初步分析。网关支持多种工业协议（如Modbus、OPC UA、MTConnect），将不同品牌CNC设备的数据统一转换为标准格式。同时具备断网续传、数据压缩和安全隔离功能，保障数据传输的可靠性与网络安全性。

3. 网络层（传输层）  

提供稳定的数据通信通道，采用工业以太网、Wi-Fi或5G等技术，将边缘层处理后的数据上传至数据中心或云平台。该层需具备高带宽、低延迟和抗干扰能力，确保海量实时数据的高效传输。

4. 平台与应用层  

平台层负责数据存储（时序数据库、关系数据库）、管理与分析，提供API接口供上层调用。应用层则基于采集数据实现具体功能，如生产可视化大屏、OEE分析、设备故障预警、刀具寿命管理、MES系统集成等，助力企业实现精益生产和智能决策。

该架构具备良好的扩展性与兼容性，支持多品牌、多型号CNC设备的统一接入，是构建智能工厂的核心基础。