CN104635622A - 一种数控系统数据采集方法 - Google Patents

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于东
陆小虎
胡毅
姚壮
韩旭
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/406—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety

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Abstract

本发明涉及数控系统领域，具体地说是一种用于数控系统状态数据采集方法。本发明在数控系统端设置代理装置，代理装置接收来自数控系统或者是适配器的数据，根据应用的请求返回不同的文件信息。本发明的应用和代理直接通过网络进行连接，两者之间以查询/应答的模式进行信息交换。代理向应用发送的机床的状态信息通以XML文件封装的形式进行交互。本发明能够解决机床状态监控过程中的开放性弱，可扩展性差等问题。

Description

一种数控系统数据采集方法
技术领域
本发明涉及数控系统领域，具体地说是一种基于网络的数控系统数据采集方法。
背景技术
数控机床是广泛应用于机械制造业的重要加工设备，通过对数控机床运行状态的监控，可以及时的掌握加工信息和工件的加工状态，以便能够迅速调整加工策略，参数，或者提前排除故障。通过对数控机床的监控，可以实现预测维修，减少停机时间，提高生产效率。
目前数控机床的监控主要有一下几种方式：
1，数控系统厂商提供的监控方法；
2，基于宏操作方法；
3，基于OPC的采集方法。
第一种方法要求可以实现对数控机床运行状态的监控，然而受到厂商的限制，不能够完全的获取到数控机床的运行状态信息，而且大部分的厂商不提供远程的监控方法。第二种方法想对于第一种方式来说，用户可以在获取机床状态信息的时候可以具有一定的自主性，但是不同的厂家提供的宏不一样，在采集的过程中不同的数控系统需要使用到的宏不一样，监控方式不具有通用性；第三种方式具有一定的设备无关性，但是只能局限于局域网机床监控，有点情况下还是需要机床自身的宏。以上的方法不具备跨平台的功能。现代机床能够加工复杂的产品，能够坚持和收集相关的数据，但是难以实现数控的跨平台交互。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种能够设备无关的，用户可以配置的，基于网络的数控机床状态信息采集方法。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种数控系统数据采集方法，包括以下步骤：
在数控系统中安装数控系统代理装置，用于实时采集数控系统的状态信息并保存；
客户终端装置通过网络向数控系统代理装置发送查询请求；
数控系统代理装置根据查询请求向客户端装置发送相应的信息。
所述数控系统代理装置作为一个独立的系统扩展模块直接嵌入到数控系统中，数控系统代理装置通过访问数控系统的共享内存获取数控系统的状态信息。
所述数控系统代理装置作为一个独立的嵌入式设备外置于数控系统，并通过数控系统的信息采集接口采集数控系统的状态信息。
所述数控系统代理装置如果无法直接获取数控系统的状态信息的情况，则使用传感器获取数控机床的各种物理量，然后通过适配器将传感器采集到的物理量转换成数值信息，并且按照数控系统代理装置的要求进行格式化处理，再传送给数控系统代理装置。
所述查询请求包括查询数控机床描述信息和数控系统的状态信息的请求。
所述数控系统代理装置以XML格式向客户端装置发送信息。
本发明具有以下优点及有益效果：
1.开放性。通过本方法，用户可以根据需求对需要采集的数据进行定制。
2.可扩展性。采用适配器和代理装置配合的数据采集方法，用户可以更具实际监控过程的需要增加或者改变监控对象。
3.易于集成。客户端装置与代理之间采用基于网络传输的XML文件来描述数控系统和机床的状态信息。需要监控新设备时，不需要针对新设备开发新的组件，就可以实现新设备的集成。
4.跨平台。本发明是一种设备平台无关的方式，在本方法中，客户端装置与代理之间通过网络进行通信，只需要被检测设备接入网络就能实监测过程，完成跨平台的信息交互。
5.监控的开销小。本发明的数据采集方法中，代理端与客户终端装置独立运行，需要采集数据时，两者之间以查询/应答的方式完成，从而达到降低监控负载的目的。
附图说明
图1为本发明方法的总体结构图；
图2为本发明方法的数控机床的信息模型结构实施例图；
图3为本发明方法状态数据采集图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
实现本发明方法的总体结构图如图1所示。本发明的方法分为数控系统代理装置、适配器和客户终端装置三个部分组成。
数控系统代理装置是一个专用的嵌入式模块，向下采集数控系统的状态数据或者接受适配器上传的数据，向上响应客户终端的请求，返回响应的状态文件；适配器是一套专用的嵌入式系统；客户用户端装置负责与机床的客户端进行通信，并且将机床的状态信息显示出来。
针对不同的基础，本发明提供了三种不同的数据采集方式。针对高端的数控机床，本发明将代理端直接嵌入到数控系统中，通过网线将数控系统接入到网络中。针对无法嵌入数控系统代理端的数控系统，本发明通过外置代理终端，通过外置的代理终端采集数控系统的状态信息，然后将数控系统的状态信息接入到网络中。针对不能直接获取状态信息的数控系统，本发明首先通过适配器获取数控系统的状态信息，然后将数控系统的状态信息转换成代理端可以识别的信息，实现该类型数控系统的状态的检测。
本发明中，对于数控机床的状态的建模如图2所示。数控系统的状态信息由不同的组件的信息组成，数控系统的组件包括有系统（SYSTEM），轴信息（AXES），控制器（Controller）等组件。系统包含的就是数控系统的状态信息，例如系统的名称，系统的上电状态；轴组件包含的是机床的轴的信息，包括的轴的属性，轴的命令位置，实际位置，进给率等信息；控制器组件包含数控系统的控制信息，加工程序的信息等。数控系统的信息模型最终通过XML文件进行表述。
数据采集的过程如图3所示。
步骤1，代理装置初始化，包括代理装置的初始化，适配器的初始化；
步骤2，应用向代理发送查询机床描述信息的请求；
步骤3，代理向应用发送机床的描述信息文件；
步骤4，应用向代理发送数控状态查询请求；
步骤5，代理向应用发送数控系统的状态信息；
步骤6，判断是否需要再次采集，如果是，转到步骤4，否则转到步骤7；
步骤7，结束。
机床的状态信息由机床的不同的组件信息组成，每一个机床的组件也具有其自身的状态信息；建模之后在网络中传输的状态是一个具有语义和层次结构的XML文档。
本发明的测试环境：
本发明应用在沈阳高精数控技术有限公司的项目之中，对9台数控系统的状态进行监测，九台系统中包括了数控车床系统，铣床系统，应用部署在台式机上，应用终端配置为windowsXP系统，4G内存，英特尔i3处理器。

Claims (6)

1.一种数控系统数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：
在数控系统中安装数控系统代理装置，用于实时采集数控系统的状态信息并保存；
客户终端装置通过网络向数控系统代理装置发送查询请求；
数控系统代理装置根据查询请求向客户端装置发送相应的信息。
2.根据权利要求1所述的一种数控系统数据采集方法，其特征在于，所述数控系统代理装置作为一个独立的系统扩展模块直接嵌入到数控系统中，数控系统代理装置通过访问数控系统的共享内存获取数控系统的状态信息。
3.根据权利要求1所述的一种数控系统数据采集方法，其特征在于，所述数控系统代理装置作为一个独立的嵌入式设备外置于数控系统，并通过数控系统的信息采集接口采集数控系统的状态信息。
4.根据权利要求1所述的一种数控系统数据采集方法，其特征在于，所述数控系统代理装置如果无法直接获取数控系统的状态信息的情况，则使用传感器获取数控机床的各种物理量，然后通过适配器将传感器采集到的物理量转换成数值信息，并且按照数控系统代理装置的要求进行格式化处理，再传送给数控系统代理装置。
5.根据权利要求1所述的一种数控系统数据采集方法，其特征在于，所述查询请求包括查询数控机床描述信息和数控系统的状态信息的请求。
6.根据权利要求1所述的一种数控系统数据采集方法，其特征在于，所述数控系统代理装置以XML格式向客户端装置发送信息。
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Applicant before: Shenyang High-End Computer Numerical Control Technology Co., Ltd.

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