CN210573361U - 一种一体化数控终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体化数控终端，其包括信息服务模块、数控模块和接口模块，接口模块分别连接信息服务模块和数控模块，接口模块包括第一接口子模块和第二接口子模块，第一接口子模块包括信息采集接口、第一人机交互接口、第一可视化设备接口和存储设备接口，信息采集接口连接待控制数控机床；第二接口子模块包括第二人机交互接口、第二可视化设备接口、生产线上下料控制接口、生产线刀具配送接口、生产线刀具识别接口、刀具管理接口和质量检测接口，生产线上下料控制接口、生产线刀具配送接口、生产线刀具识别接口、刀具管理接口和质量检测接口分别连接待控制数控机床的对应接口，其通过上述模块及其连接关系的设计将数控系统终端与车间信息管理终端集成于一体。

Description

一种一体化数控终端

技术领域

本实用新型属于数控领域，具体涉及一种一体化数控终端。

背景技术

数控系统在各类金属切削机床及其他加工设备上已经得到了广泛的应用，并在提高机床的加工效率和加工精度，特别是复杂零件的加工方面发挥了重要作用。随着数控机床的普及化，如何提高数控机床群的使用效率，采用数字信息化技术、物联网技术、大数据采集与分析技术，提升传统制造业的制造水平，建立融合信息化管理和数控加工的数字化车间是目前先进工业化国家和我国的发展方向。

在目前现有的数字化车间中，为了实现对车间所有机床和生产计划的统一管理，在每台数控机床旁边设置了一套信息管理终端，车间管控系统通过网络给各个数控机床的信息管理终端下达生产计划和上传机床加工生产状态信息、给各个数控机床的数控装置下达数控加工程序和上传数控机床的工作状况信息。数字化信息管理系统包括从一个生产订单开始，制定生产流程计划，进行三维模型定义的设计工艺和加工仿真；然后根据工艺和生产资源进行排产，下达生产派工单后进行加工跟踪，并针对每个管理节点确定工序基本信息，该信息包含了物料准备、运行设备、刀具选择、工步、工位、执行人员、加工质量检验等信息。由于数控装置与信息管理终端为两套独立运行的系统，相互之间没有物理连接，造成数控机床与信息服务终端的信息分离，导致了数据的不一致性和用户操作的不便。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种一体化数控终端，其包括信息服务模块、数控模块和接口模块，其通过上述模块、子模块及其连接关系的设计将数控系统终端与车间信息管理终端集成于一体。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种一体化数控终端，其包括信息服务模块、数控模块和接口模块，接口模块分别连接信息服务模块和数控模块，接口模块包括第一接口子模块和第二接口子模块，信息服务模块通过所述第一接口子模块与待控制数控机床连接，数控模块通过所述第二接口子模块与待控制数控机床连接；

具体地，第一接口子模块包括信息采集接口、第一人机交互接口、第一可视化设备接口和存储设备接口，信息采集接口连接待控制数控机床；

第二接口子模块包括第二人机交互接口、第二可视化设备接口、生产线上下料控制接口、生产线刀具配送接口、生产线刀具识别接口、刀具管理接口和质量检测接口，生产线上下料控制接口、生产线刀具配送接口、生产线刀具识别接口、刀具管理接口和质量检测接口分别连接待控制数控机床的对应接口。

作为本实用新型的进一步改进，信息采集接口连接待控制数控机床的温度传感器、震动传感器、进给伺服轴和主轴。

作为本实用新型的进一步改进，数控模块包括主控制子模块、PLC控制子模块、进给伺服控制子模块和主轴控制子模块。

作为本实用新型的进一步改进，接口模块还包括RFID接口和以太网接口。

作为本实用新型的进一步改进，数控终端还包括机床操作手持单元，机床操作手持单元通过以太网接口与第一人机交互接口无线连接。

作为本实用新型的进一步改进，数控终端还包括双屏显示的可视化设备，可视化设备连接第一可视化接口和第二可视化接口。

作为本实用新型的进一步改进，数控终端包括标准键盘切入开关和标准键盘，标准键盘切入开关分别连接标准键盘、第一人机交互接口和第二人机交互接口，通过切换开关可以实现信息服务模块和控制模块的标准键盘输入。

作为本实用新型的进一步改进，数控终端包括机床控制按钮，机床控制按钮连接第二人机交互接口。

作为本实用新型的进一步改进，接口模块采用柔性化总线设计。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

本实用新型的一种一体化数控终端，其包括信息服务模块、数控模块和接口模块，其通过上述模块、子模块及其连接关系的设计将数控系统终端与车间信息管理终端集成于一体，其采用开放式的系统架构，尤其适用于数字化车间的数控机床加工控制和信息化管理、数控机床智能监控，是实现车间自动化的数控机床的控制/信息管理终端装置多功能关键设备。

本实用新型的一种一体化数控终端，其通过数控模块实现数控机床的控制，通过信息服务模块实现数字化车间信息化管理的执行终端和数控机床的工作状态监控，融合二者功能的集成化设计，实现了对机床的信息化管理和智能控制，使得数控机床更加柔性化、功能更加合理、使用效率大幅提升、更容易满足开放性的要，特别是使数控机床适合于数字化车间的智能加工制造，因而提升了数控系统的性能和效率，从而实现对数控机床的信息化控制，达到提高数控机床的使用效率的目的。

附图说明

图1是本实用新型实施例的一种一体化数控终端的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本实用新型进一步详细说明。

图1是本实用新型实施例的一种一体化数控终端的示意图。如图1所示，一种一体化数控终端，其包括信息服务模块、数控模块、可视化设备和接口模块，接口模块分别连接信息服务模块、数控模块和可视化设备，接口模块包括第一接口子模块和第二接口子模块，信息服务模块通过第一接口子模块与待控制机床连接，数控模块通过第二接口模块与待控制数控机床连接，

第一接口子模块包括信息采集接口、第一人机交互接口、第一可视化设备接口和存储设备接口，信息采集接口连接待控制数控机床；从而实现数控机床的工作状态采集，信息服务模块接收第一接口子模块采集的机床工作状态数据，通过数据分析和处理可以得到机床的实时状态信息，同时通过第一人机交互接口和可视化设备接口，可以通过可视化看板平台实现机床工作状态的可视化；

第二接口子模块包括第二人机交互接口、第二可视化设备接口、生产线上下料控制接口、生产线刀具配送接口、生产线刀具识别接口、刀具管理接口和质量检测接口，生产线上下料控制接口、生产线刀具配送接口、生产线刀具识别接口、刀具管理接口和质量检测接口分别连接所述待控制数控机床的对应接口；

作为一个优选的实施例，信息采集接口连接待控制数控机床的温度传感器、震动传感器、进给伺服轴和主轴，通过采集数控机床状态大数据、开关量输入/输出、模拟量输入/输出、刀具参数、加工件数和加工材料数据，可以得到待控制数控机床的各个进给伺服轴和主轴负载状况、加工NC程序、机床的液压、润滑、冷却和排屑等各种状况的数控机床状态。

作为一个示例，信息服务模块可由工业计算机实现，通过信息服务终端软件实现人机交互过程，通过切削加工时间的计算，统计机床的实际利用率，得到机床效率统计报表；通过机床实际的使用程度，分析设备资源的瓶颈环节；通过故障采集和关键位置电流检测，对设备进行实时监控和维护；机床工作状态监控和健康诊断；通过对机床数据采集，应用数据挖掘工具，分析出机床及系统潜在信息。这些信息最终将应用到生产计划与调度、设备故障与维护、设备效能管理等功能模块；加工程序和工艺下发主要功能是基于三维模型定义对飞机复杂结构件进行工艺仿真，并生成NC程序，通过程序测试和校验及权限批准等步骤，实现程序下发到机床功能。机床运行状态数据可通过中转服务器推送到存储服务器，通过数据库实现历史数据的存储/备份/统计/计算/分析，将机床运行实时数据通过中转服务器推送处理服务器，信息管理终端可直接从服务器中读取实时数据，通过传感器或智能传感器采集的数控机床状态信息，经由通讯接口传输给服务器，服务器通过分布式计算完成大数据挖掘、状态监控、数据操作、健康评估、预测、决策支持，对可能出现的故障进行预警，分析故障现象及产生原因，找出故障点，并提出解决方案，达到保证机床健康运行的目的。

作为一个优选的实施例，数控模块包括主控制子模块、PLC控制子模块、进给伺服控制子模块和主轴控制子模块，其通过第一人机交互接口连接机床操作面板，通过机床操作面板接收下发的指令，实现对待控制数控机床的生产线上下料控制、生产线刀具配送、生产线刀具识别、刀具管理和质量检测。可通过二次开发平台提供的API接口实现数控模块的应用软件开发，用户根据需求二次开发数控模块的解释器接口、插补器接口以及根据运动控制要求开发切向跟随控制和斜轴控制的方式；二次开发系统数据表插补功能，实现两种插补控制；二次开发多通道功能，实现通道之间耦合动作的协同性,在G代码程序中实现通道控制中信息的双向或者多向传递；二次开发HMI界面操作按钮与通道之间关联性，实现PLC运行与当前活动通道的信息交互等。

作为一个优选的实施例，接口模块还包括RFID接口；用于实现外部与该终端的软连接，可以用于生产线加工工件托盘与刀具的识别和操作人员ID、条形码、二维码与RFID码的识别等信息采集。

作为一个优选的实施例，接口模块还包括以太网接口，用于实现与外部设备的通信连接。通过以太网将该数控终端和车间管控系统连接，实现机床数据信息采集、人机交互界面、生产计划看板、决策支持系统、数控机床监控、加工程序和工艺下达、生产线加工工件托盘和刀具的识别、质量检测信息采集和操作人员ID识别等信息管理。

作为一个优选的实施例，该数控终端还包括机床操作手持单元，该机床操作手持单元通过以太网接口与第一人机交互接口无线连接，用于实现机床运行的人工操作执行指令输入和机床状态的显示，该机床操作手持单元的物理结构符合人体工学的设计，外观简洁大方、时尚美观，具有操作人性化和界面友好化的特点，可提高操作效率。

作为一个优选的实施例，接口模块可采用总线接口，同时接口设置为柔性化接口，接口采用模块化设计和总线设计方式，可以通过共享缓冲区实现模块间的通信。作为一个示例，接口模块可采用NCBUS总线接口，当然其他接口也

作为一个优选的实施例，可视化设备为双屏显示，可视化设备连接第一可视化接口和第二可视化接口，从而实现信息服务模块和数控模块的可视化显示。作为一个示例，可视化采用上下屏的双屏显示设计，上屏连接第一可视化接口以实现信息服务模块的可视化显示，可优选采用触摸屏控制，下屏连接第二可视化接口以实现数控模块的可视化显示，该可视化设备可采用15寸触摸式LED平板显示屏，用于信息管理装置的显示和触摸式的输入操作。

作为一个优选的实施例，该数控终端包括标准键盘切入开关和标准键盘，该标准键盘切入开关分别连接标准键盘、第一人机交互接口和第二人机交互接口，通过切换开关可以实现信息服务模块和控制模块的标准键盘输入的操作，从而实现相关程序的编制、修改和指令输入。

作为一个优选的实施例，该数控终端包括机床控制按钮，机床控制按钮连接第二人机交互接口；作为一个示例，该第二人机交互接口为可扩展控制人机交互接口，该可扩展控制人机交互接口用于连接机床控制按钮，从而实现机床运行的人工操作执行指令输入。

该数控终端集成了运行记录和回放功能，实时记录数控机床的运行状态、加工过程状态和操作使用状态，作为对数控机床的生产和维护过程记录的原始数据，也就是给数控机床安装了“黑匣子”。操作回放功能是在“操作日志”中的截取一个按键操作段，将此操作段的日志生成一个脚本文件，数控装置运行该脚本文件，可以将截取的操作段内的操作记录进行回放和故障检查。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种一体化数控终端，其包括信息服务模块、数控模块和接口模块，所述接口模块分别连接所述信息服务模块和数控模块，其特征在于，

所述接口模块包括第一接口子模块和第二接口子模块，所述信息服务模块通过所述第一接口子模块与待控制数控机床连接，所述数控模块通过所述第二接口子模块与待控制数控机床连接；

具体地，所述第一接口子模块包括信息采集接口、第一人机交互接口、第一可视化设备接口和存储设备接口，所述信息采集接口连接待控制数控机床；

所述第二接口子模块包括第二人机交互接口、第二可视化设备接口、生产线上下料控制接口、生产线刀具配送接口、生产线刀具识别接口、刀具管理接口和质量检测接口，所述生产线上下料控制接口、生产线刀具配送接口、生产线刀具识别接口、刀具管理接口和质量检测接口分别连接所述待控制数控机床的对应接口。

2.根据权利要求1所述的一种一体化数控终端，其特征在于，所述信息采集接口连接待控制数控机床的温度传感器、震动传感器、进给伺服轴和主轴。

3.根据权利要求1所述的一种一体化数控终端，其特征在于，所述数控模块包括主控制子模块、PLC控制子模块、进给伺服控制子模块和主轴控制子模块。

4.根据权利要求1所述的一种一体化数控终端，其特征在于，所述接口模块还包括RFID接口和以太网接口。

5.根据权利要求4所述的一种一体化数控终端，其特征在于，所述数控终端还包括机床操作手持单元，所述机床操作手持单元通过所述以太网接口与所述第一人机交互接口无线连接。

6.根据权利要求1所述的一种一体化数控终端，其特征在于，所述数控终端还包括双屏显示的可视化设备，所述可视化设备连接第一可视化接口和第二可视化接口。

7.根据权利要求1所述的一种一体化数控终端，其特征在于，所述数控终端包括标准键盘切入开关和标准键盘，所述标准键盘切入开关分别连接标准键盘、第一人机交互接口和第二人机交互接口，通过切换开关可以实现信息服务模块和控制模块的标准键盘输入。

8.根据权利要求1所述的一种一体化数控终端，其特征在于，所述数控终端包括机床控制按钮，所述机床控制按钮连接第二人机交互接口。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种一体化数控终端，其特征在于，所述接口模块采用柔性化总线设计。

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