專利名稱：一種dnc信息采集方法
一種DNC信息采集方法技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機領(lǐng)域，特別是一種DNC信息采集方法，具有方法簡單、可靠，而 且還能實現(xiàn)數(shù)控程序的下載，上傳、在線加工、遠(yuǎn)程調(diào)用、狀態(tài)信息采集等功能。背景技術(shù)：
制造過程涉及大量的制造設(shè)備、多變的工藝因素，因而它包含了復(fù)雜的環(huán)境和狀 態(tài)信息。要實現(xiàn)制造過程的柔性自動化，除了與系統(tǒng)控制、管理等技術(shù)相關(guān)外，制造過程的 狀態(tài)采集也顯得至關(guān)重要。只有采用有效的信息采集技術(shù)，充分、實時、準(zhǔn)確地獲得制造過 程中的各種狀態(tài)信息，并以此為基礎(chǔ)實現(xiàn)對制造過程的有效控制和管理，才能提高整個系 統(tǒng)的柔性、強健性和故障處理能力。DNC (計算機直接數(shù)控或分布式數(shù)控)數(shù)據(jù)采集作為DNC系統(tǒng)的重要功能，它的主 要目的是對機械制造過程中，產(chǎn)生的各種信息進(jìn)行提取、傳輸、處理、分析和應(yīng)用。傳統(tǒng)的 DNC技術(shù)僅具有NC程序的雙向傳輸功能，已不能滿足生產(chǎn)實際的需要。目前DNC采集系統(tǒng)的功能一般包括NC程序及數(shù)據(jù)的傳遞；機床狀態(tài)的采集與上 報；根據(jù)生產(chǎn)計劃，自動分配NC程序及數(shù)據(jù)到相應(yīng)的機床；刀具數(shù)據(jù)的分配與傳遞；刀具、 夾具準(zhǔn)備計劃、實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)刀具、夾具的實時控制；按照工藝計劃及生產(chǎn)計劃，實現(xiàn)由多種 數(shù)控機床組成的DNC系統(tǒng)的物流實時控制，實現(xiàn)工藝的輸送、存儲，同步加工和裝配等活動 的集成化生產(chǎn)管理。DNC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)作為制造執(zhí)行系統(tǒng)(Manufacturing Executing System,MES)的 下層，是生產(chǎn)原始數(shù)據(jù)的主要來源之一，是MES獲得底層信息的主要源，在MES中占有重要 的地位，是MES的核心內(nèi)容。MES根據(jù)底層DNC系統(tǒng)采的與生產(chǎn)有關(guān)的實時數(shù)據(jù)，及時準(zhǔn)確 的了解企業(yè)的設(shè)備運行、生產(chǎn)加工等生產(chǎn)程情況。便于對短期生產(chǎn)作業(yè)的計劃調(diào)度、監(jiān)控、 資源配置和生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)等。同時，計算機集成制造、網(wǎng)絡(luò)制造、異地診斷、虛擬制造、并 行工程等新術(shù)也都在數(shù)控機床基礎(chǔ)上發(fā)展起來。DNC數(shù)據(jù)采集也為這些新技術(shù)提供了必要 底層支持，比如縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期、使車間適應(yīng)產(chǎn)品種類變化、提高產(chǎn)品質(zhì)量實現(xiàn)準(zhǔn)時生 產(chǎn)、合理利用資源、減少在制品和庫存、敏捷的滿足市場需求等方面DNC數(shù)據(jù)采集都做出了 貢獻(xiàn)，提高車間的綜合生產(chǎn)能力。因此，在我國DNC數(shù)采集必然成為21世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展的 主要潮流之一?，F(xiàn)有DNC軟件的功能太弱，往往只具有簡單的程序發(fā)送和接收功能，缺乏對機床 的參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)、刀具信息、加工信息的采集，不能適應(yīng)車間制造自動化和信息化的要求。 DNC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)能夠采集當(dāng)前機床的工作狀態(tài)，如是否加工、開始加工時間、停止加工 時間、加工零件數(shù)以及加工零件信息等，另外，還應(yīng)具有機床故障自動報警功能。目前，DNC 數(shù)據(jù)采集面臨的問題主要有以下幾個方面1、不能形成統(tǒng)一的采集方案現(xiàn)有數(shù)控系統(tǒng)由于生產(chǎn)年代和生產(chǎn)廠家不一，存在多種檔次和型號，其數(shù)控系統(tǒng) 的開發(fā)性不一致，通信接口和協(xié)議也存在差異。有的廠商的數(shù)控設(shè)備比較開放，容易實現(xiàn)數(shù)3據(jù)采集，有的廠商的數(shù)控設(shè)備比較封閉，很難實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。同時，通信接口的不同也嚴(yán)重 影響采集方案的選擇。因此，對不同的數(shù)控系統(tǒng)要設(shè)計不同的采集方案，很難用統(tǒng)一的方法 實現(xiàn)不同類型和型號的數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集。2、數(shù)據(jù)采集軟件復(fù)用性差傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集軟件往往針對某一種或幾種數(shù)控機床的某些采集對象而設(shè)計開 發(fā)的。一旦采集對象有變動，需要修改源程序，導(dǎo)致其開發(fā)工作量大、周期長、軟件本身通用 性差、靈活性差、復(fù)用性低。3、采集實時性不一致不同的采集方案自然影響了采集數(shù)據(jù)的實時性，有的采集方法采集的數(shù)據(jù)實時性 比較高，有的采集的數(shù)據(jù)實時性卻比較差。用戶應(yīng)該根據(jù)自己對數(shù)據(jù)的實時性的要求來選 擇采集方案。但是往往數(shù)控系統(tǒng)的開放性和通信接口就已經(jīng)制約了方案的選擇。因此會造 成不同類型和型號的數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集實時性不一致。4、采集數(shù)據(jù)的分類和分析處理煩瑣DNC采集系統(tǒng)中存在的數(shù)據(jù)不僅有NC程序、刀具信息、機床狀態(tài)信息、報警信息， 還有一些設(shè)備管理信息。這些信息類型眾多，數(shù)據(jù)格式不一致，數(shù)據(jù)量大需要將它們分類處 理，并向客戶提供有用的信息，同時也能做到向上層管理系統(tǒng)提供原始生產(chǎn)數(shù)據(jù)。因此對這 些數(shù)據(jù)的分類和分析處理比較煩瑣。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有DNC信息采集技術(shù)的不足，提供了一種新的DNC數(shù)據(jù) 采集技術(shù)，即一種DNC信息采集方法。該技術(shù)利用數(shù)控機床自帶的串口進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，不需 要采集卡和外接機床電路，不僅造價低，采集方法簡單、可靠，而且還能實現(xiàn)數(shù)控程序的下 載，上傳、在線加工、遠(yuǎn)程調(diào)用、狀態(tài)信息采集等功能。本發(fā)明的一種DNC信息采集方法總體上采用局域網(wǎng)式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其網(wǎng)絡(luò)拓 撲如圖1所示。由DNC采集主機、串口服務(wù)器、CNC、網(wǎng)絡(luò)組成。DNC采集主機是系統(tǒng)的核心 部分，運行著DNC信息采集軟件，控制整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和信息管理。由于目前國內(nèi)大部 分?jǐn)?shù)控機床只具有RS232接口，并且RS232接口是絕大多數(shù)機床所使用的通訊接口。因此， 本發(fā)明的DNC信息采集系統(tǒng)也是基于RS232串口的，其協(xié)議為TCP/IP。本發(fā)明的一種DNC信息采集方法的系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，車間局域網(wǎng)采用以太網(wǎng)進(jìn)行 組建。串口服務(wù)器上的串口可以被映射成為Windows操作系統(tǒng)下的標(biāo)準(zhǔn)串口或Linux下的 real TTY串口，WindowsNT/2000及以上操作系統(tǒng)中，一臺計算機共可映射256個串口服務(wù) 器，能滿足一般企業(yè)需要。用戶可以對串口服務(wù)器進(jìn)行各種數(shù)據(jù)收發(fā)和控制，其驅(qū)動程序與 Windows標(biāo)準(zhǔn)串口驅(qū)動程序完全兼容。因此，使用串口服務(wù)器無須改變現(xiàn)有應(yīng)用程序和串口 設(shè)備本身。企業(yè)的數(shù)控設(shè)備通過串口服務(wù)器連接到車間局域網(wǎng)上，各個信息子系統(tǒng)也通過 網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)相互的連接。串口服務(wù)器具有特點自適應(yīng)10/100MbpS以太網(wǎng)；支持RS232C/422/485串口 ；體 積緊湊，易于集成；網(wǎng)絡(luò)中斷后，自動恢復(fù)連接；支持基于MAC地址的IP地址配置?；诖诘腄NC信息采集系統(tǒng)由系統(tǒng)管理模塊、通訊模塊、采集模塊、數(shù)據(jù)處理模 塊、查詢模塊、用戶管理模塊組成。各個軟件模塊之間相互作用，同時又相互獨立。其軟件功能模型如圖2所示。系統(tǒng)管理系統(tǒng)管理模塊主要完成對系統(tǒng)的配置和設(shè)定，當(dāng)車間增加一臺數(shù)控設(shè) 備時，需要向系統(tǒng)中增加該設(shè)備，并登記該設(shè)備的一些信息(設(shè)備類型、設(shè)備編號等)。當(dāng)車 間減少一臺數(shù)控設(shè)備時，系統(tǒng)也應(yīng)該刪除該設(shè)備的信息。在編寫宏程序和特殊匯報程序時， 不同類型的數(shù)控系統(tǒng)，其指令不同，所以需要先選擇設(shè)備類型，然后才能針對這種類型的設(shè) 備編寫采集程序。通訊模塊通訊模塊負(fù)責(zé)計算機和數(shù)控設(shè)備的通訊，是系統(tǒng)的核心。它由通訊參數(shù) 設(shè)置和通訊功能兩部分組成。通訊參數(shù)包括串口號、波特率、數(shù)據(jù)位、校驗位、停止位等。 通訊功能包括本地程序發(fā)送，庫文件發(fā)送和遠(yuǎn)程調(diào)用等功能。本地程序發(fā)送是指向數(shù)控設(shè) 備發(fā)送本地文件夾里的數(shù)控文件；庫文件發(fā)送是指向數(shù)控設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)庫里的數(shù)控文件； 遠(yuǎn)程調(diào)用是指數(shù)控設(shè)備遠(yuǎn)程的調(diào)用數(shù)據(jù)庫里的文件。采集模塊采集模塊負(fù)責(zé)采集程序的編制和設(shè)備狀態(tài)的采集。它包括前面已經(jīng)講 過的采集方法和采集程序編制。需要注意的是不同的數(shù)控系統(tǒng)，采集程序的編制也不同。本 發(fā)明適用于FANUC、HAAS和SIEMENS系列的數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理模塊數(shù)據(jù)處理模塊主要是對采集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、處理、保存等操 作。采集的數(shù)據(jù)有很多，需要對它們進(jìn)行分類保存，以便數(shù)據(jù)的處理。機床的相關(guān)負(fù)荷和利 用率，通常對于設(shè)備管理人員來說是很關(guān)心的問題。而對采集的各種時間信息，可以計算機 床的相關(guān)負(fù)荷和利用率，如設(shè)備負(fù)荷率、設(shè)備有功(加工)負(fù)荷率、設(shè)備運轉(zhuǎn)負(fù)荷率、程序 加工效率等等。查詢模塊查詢模塊主要用于用戶查詢采集數(shù)據(jù)。用戶可以根據(jù)需要查詢每臺機 床當(dāng)前的狀態(tài)、在加工零件的信息、機床的利用率、加工某個零件的時間等等。同時也可以 查詢刀具信息、主機上的NC程序等。用戶管理基于串口的DNC信息采集系統(tǒng)實現(xiàn)了一個簡單的用戶管理。系統(tǒng)將全 部的用戶分為兩類，普通用戶和管理員用戶。管理員用戶具有一切權(quán)限，可執(zhí)行一切操作， 而普通用戶則根據(jù)權(quán)限的不同執(zhí)行相應(yīng)的操作。用戶登陸系統(tǒng)必須輸入用戶名和密碼，進(jìn) 入系統(tǒng)后可以更改用戶信息和注銷用戶。該系統(tǒng)還有日志管理功能，對用戶所做的操作都 進(jìn)行了記錄。本發(fā)明一種DNC信息采集方法的積極效果是1、采用NC雙向傳輸，提高了系統(tǒng)的運行自動化程度，改善了系統(tǒng)的可操作性，并 有效減少人力、物力資源的浪費；2、機床狀態(tài)的實時采集，有利于車間管理人員分析了解各臺設(shè)備的準(zhǔn)確運行情 況，以便進(jìn)行管理、調(diào)度、調(diào)整，使得生產(chǎn)計劃能正確準(zhǔn)時的執(zhí)行，并有效地提高數(shù)控機床的 管理水平和生產(chǎn)率；3、采集的機床信息為MES、MRP、ERP等高層管理系統(tǒng)提供了與生產(chǎn)相關(guān)的實時數(shù) 據(jù)，便于高層管理系統(tǒng)及時準(zhǔn)確的了解企業(yè)的設(shè)備運行、生產(chǎn)加工等生產(chǎn)過程情況，對短期 生產(chǎn)作業(yè)的計劃調(diào)度、監(jiān)控、資源配置和生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化等；4、采用多線程的后臺服務(wù)模式，使得一臺DNC主機可以同時對多個設(shè)備進(jìn)行服 務(wù)，有效減少系統(tǒng)實施費用，并提高可維護性；5、相對于為每臺機床配置一臺計算機的方式，這種方式大大節(jié)約了車間的場地空5間，并極大地減少前者所帶來的管理方面的問題；6、使用串口服務(wù)器，可以有效的代替?zhèn)鹘y(tǒng)方式下的聯(lián)網(wǎng)計算機，從而使得將計算 機進(jìn)行集中管理與控制，改善了計算機的使用環(huán)境，提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與安全性，可 以保證應(yīng)用于復(fù)雜環(huán)境下的DNC系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行；7、使用分布的基于網(wǎng)絡(luò)的制造信息系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，并且為企業(yè) 將來實現(xiàn)真正的全球化生產(chǎn)、管理與控制提供保證；這些實際測試結(jié)果，表明了新系統(tǒng)有效 提高了傳統(tǒng)DNC系統(tǒng)的自動化程度，并改善了系統(tǒng)的可操作性以及使用的方便性，對于滿 足企業(yè)生產(chǎn)車間應(yīng)用的實際需要具有重要意義。
圖1基于串口的DNS信息采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2基于串口的DNS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件功能模型3管理模塊、通訊模塊數(shù)據(jù)庫物理模型圖；圖4采集模塊數(shù)據(jù)庫物理模型圖；圖5采集流程圖；圖6登陸界面；圖7增加和刪除機床界面；圖8程序編輯界面；圖9串口配置界面；圖10遠(yuǎn)程調(diào)用界面；圖11機床狀態(tài)查詢界面；圖12機床利用率查詢界面；圖13郵箱設(shè)置界面；具體實施方式以下通過具體的實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。一種基于串口的DNC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由系統(tǒng)管理模塊、通訊模塊、采集模塊、數(shù)據(jù)處 理模塊、查詢模塊、用戶管理模塊組成。其具體功能如下NC程序的雙向傳輸數(shù)控設(shè)備將NC程序傳向主機；主機將NC程序傳向數(shù)控設(shè)備。在線加工數(shù)控設(shè)備一邊接收NC程序，一邊加工。遠(yuǎn)程調(diào)用數(shù)控設(shè)備遠(yuǎn)程調(diào)用主機上NC程序；遠(yuǎn)程保存NC程序到主機上。機床狀態(tài)采集NC程序名、加工零件個數(shù)、加工開始時間、結(jié)束時間、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn) 給速率等等。數(shù)據(jù)管理和查詢NC程序管理；數(shù)控設(shè)備管理；對設(shè)備狀態(tài)記錄的存??；數(shù)控設(shè)備 狀態(tài)的顯示、記錄及統(tǒng)計。程序編輯模塊提供統(tǒng)一的用戶界面，用于NC程序和采集程序的編輯和保存。文件比較比較兩個NC文件，找出它們之間不同的地方，并區(qū)別顯示。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是本發(fā)明的重要組成部分。本發(fā)明后臺數(shù)據(jù)庫采用微軟公司的SQL Server2000o數(shù)據(jù)庫存放在DNC采集主機上，數(shù)據(jù)庫與DNC采集主機之間采用客戶機/服務(wù)器的體系結(jié)構(gòu)。前臺軟件開發(fā)工具也采用微軟公司的Visual C++6.0。該工具有強大的數(shù) 據(jù)庫連接和訪問功能，通過開放數(shù)據(jù)庫互連(Open Database Connectivity, ODBC)方法建 立系統(tǒng)與SOL Server2000的連接，進(jìn)而使得系統(tǒng)控制軟件能夠訪問后臺數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫中表的建立，主要是從實際需要和模塊考慮出發(fā)。系統(tǒng)中對機床的設(shè)置、員 工的管理、程序的管理、NC程序的管理、采集程序和數(shù)據(jù)的管理等都保存到相應(yīng)的表中。并 且在前臺提供了對這些數(shù)據(jù)的修改、增加、刪除操作。系統(tǒng)管理模塊、通訊模塊的數(shù)據(jù)庫物 理模型如圖3所示。采集模塊的數(shù)據(jù)庫物理模型如圖4所示。本發(fā)明采用了 Ramon de Klein寫的類庫。該類庫包括了四個基本的串口通信類， 封裝了很多串口通信函數(shù)。其四個基本串口通信類包括(I)CSerial類；O) CkrialEx類； (3) CSerialffnd 類；(4) C^erialMFC 類。該類庫已經(jīng)封裝了很多串口通信函數(shù)。要在程序中使用字符事件驅(qū)動方式，只需 在遠(yuǎn)程調(diào)用窗口類頭文件中添加afx_msg LRESULTOnSerialMsg(WPARAM, LPARAM)，在遠(yuǎn)程 調(diào)用窗口類的實現(xiàn)文件中添加消息映射0N_WM_SERIAL(Or^erialMsg)并編寫它的函數(shù)LRE SULTCRemoteDlg: OnSerialMsg(WPARAM wParam, LPARAM IParam)。其中 CRemoteDlg 艮口為 遠(yuǎn)程調(diào)用窗口類，WPARAM傳遞的是字符信息，而LPARAM傳遞的是串口號信息。該函數(shù)一直 監(jiān)視串口，當(dāng)串口有數(shù)據(jù)輸入時，調(diào)用相應(yīng)代碼接收數(shù)據(jù)并做處理。對FANUC和HAAS采集的流程圖如圖5所示。其中監(jiān)視線程的線程函數(shù)從串口打開 后一直存在，等待來自數(shù)控機床的數(shù)據(jù)。數(shù)控機床執(zhí)行采集程序加工零件，機床狀態(tài)數(shù)據(jù)自 動地從串口實時的輸出，計算機接收到數(shù)據(jù)后，要先判斷是一般的NC程序，還是采集數(shù)據(jù)， 并對它們分別做不同的處理。是NC程序就轉(zhuǎn)到NC程序處理模塊，是采集數(shù)據(jù)就轉(zhuǎn)到采集 數(shù)據(jù)處理模塊。對SIEMENS系統(tǒng)采集的流程圖也如圖5所示。但在采集的方法上和FANUC、HAAS 有所不同。SIEMENS在執(zhí)行采集程序時，由于不能自動地實時輸出機床狀態(tài)數(shù)據(jù)。在加工過 程中，先將機床狀態(tài)數(shù)據(jù)保存到機床的R變量中；然后在加工結(jié)束后，通過操作機床面板將 R變量中的數(shù)據(jù)輸出到串口，計算機再接收數(shù)據(jù)，然后再對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。本發(fā)明采用簡單郵件傳輸協(xié)議SMTP來實現(xiàn)信息發(fā)布。自己寫了一個動態(tài)連接 庫(.dll)文件，封裝了 SMTP的各個通信命令。每次發(fā)送郵件時，先由發(fā)件方調(diào)用函數(shù) Connect (Server)，和郵件服務(wù)器建立連接，等待郵件服務(wù)器的返回值，發(fā)送方再檢查該返 回值以判斷通信是否成功，若成功再調(diào)用EhloOiserName)……直到調(diào)用函數(shù)QuitO，郵件 發(fā)送完畢。測試條件FANUC系統(tǒng)的數(shù)控車床和SIEMENS系統(tǒng)的數(shù)控銑床各20臺，采用100M 交換式以太網(wǎng)，每臺數(shù)控機床連接一個串口服務(wù)器。串口服務(wù)器安裝在機床控制柜內(nèi)，并通 過網(wǎng)線與以太網(wǎng)交換機相連。以太網(wǎng)交換機與DNC采集主機也通過網(wǎng)線相連，組成車間局 域網(wǎng)。FANUC系統(tǒng)，只要在機床端執(zhí)行NC采集程序，要采集的狀態(tài)項的數(shù)據(jù)實時自動地發(fā)到 DNC采集主機上；SIEMENS系統(tǒng)，在機床端執(zhí)行完數(shù)據(jù)采集程序后，操作機床，將R參數(shù)數(shù)據(jù) 發(fā)到DNC采集主機上。多臺機床可以同時進(jìn)行操作而不會相互影響。測試過程如下1、登陸進(jìn)入系統(tǒng)前，必須先登陸，登陸界面如圖6所示。其中用戶名和密碼是系統(tǒng)管理員 設(shè)定的。系統(tǒng)管理員可以增加用戶和刪除用戶，也可以設(shè)置和更改用戶權(quán)限。用戶可以登陸系統(tǒng)后修改密碼和用戶信息，用戶對系統(tǒng)的操作只能在給定的權(quán)限里進(jìn)行。2、增加和刪除機床當(dāng)生產(chǎn)車間增加或則減少機床時，可以通過如圖7界面進(jìn)行相應(yīng)的操作，增加或 刪除相應(yīng)的機床信息。從而保證軟件系統(tǒng)和生產(chǎn)車間實際情況的數(shù)據(jù)保持一致。3、編輯NC程序或NC采集程序系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的程序編輯界面，如圖8所示。在此界面上，用戶可以編輯NC程 序和NC采集程序。NC采集程序的編輯，有手動編輯和自動編輯。手動編輯就是用戶在NC 程序的某一行加入采集指令。如采集NC程序號，則只要在NC程序的程序號后一行加入采 集指令就可以了。自動編輯就是用戶選擇要采集的數(shù)據(jù)項，系統(tǒng)自動將采集指令加入到NC 程序中，得到NC采集程序。如用戶選擇采集NC程序號、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度，系統(tǒng)將自動找 出NC程序中含有NC程序號、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率的地方，并在其下一行處加上采集指令。也 可以將編寫好的采集程序保存到數(shù)據(jù)庫，或存為本地磁盤文件。注意由于不同的數(shù)控系統(tǒng)的采集程序，采用的宏指令和采集方法不同，因此在編 寫采集程序時，要先選擇針對那種數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行編寫。4、打開串口在打開串口前，需要檢查系統(tǒng)串口的配置是否正確。串口配置主要是設(shè)置串口通 信的一些屬性，比如波特率、奇偶校驗、數(shù)據(jù)位、停止位、流控協(xié)議。同時也設(shè)置一些NC程序 的程序頭和程序尾格式。如果系統(tǒng)串口配置和機床串口配置不一致，通信時會造成亂碼或 通信失敗等問題。串口配置界面如圖9所示。串口配置正確后，就可以通過遠(yuǎn)程調(diào)用界面打開串口，如圖10所示。串口被打開 后，該串口就一直處于監(jiān)聽狀態(tài)。當(dāng)機床發(fā)送NC程序或采集數(shù)據(jù)時，對應(yīng)的串口就會監(jiān)聽 到該數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)做相應(yīng)的處理和保存。5、采集數(shù)據(jù)查詢采集到的機床狀態(tài)、加工信息、報警信息等都保存到數(shù)據(jù)庫里。系統(tǒng)并提供了界面 供查詢這些信息，如圖11所示。該機床查詢狀態(tài)界面最左邊的樹控件中可以選擇查詢哪個 車床，右邊的列表控件提供了機床狀態(tài)各個項的數(shù)據(jù)顯示。系統(tǒng)除了提供機床狀態(tài)的界面 外，還提供了采集加工時間、采集機床坐標(biāo)查詢界面。6、機床利用率查詢系統(tǒng)除了計算出每個機床的運行時間外，還計算了機床的日利用率，同時提供了 報表打印輸出。如圖12所示。7、報警郵箱設(shè)置當(dāng)采集到機床報警時，可以自動將這些報警信息發(fā)送到相關(guān)管理人員，維修人員 的郵箱里。通知他們來維修或做相應(yīng)的處理。圖13是設(shè)置郵箱的界面。機床的報警信息 主要分為程序報警、伺服報警、超程報警、過熱報警及系統(tǒng)報警等類。用戶可以根據(jù)需要， 選擇出現(xiàn)哪些類型報警時，才自動發(fā)送報警信息到指定的郵箱里。系統(tǒng)的測試效果在系統(tǒng)的工程測試中，實際的測試結(jié)果表明系統(tǒng)有效實現(xiàn)了以下基本功能1、數(shù)控程序的上傳與下傳、遠(yuǎn)程調(diào)用、在線加工。2、數(shù)控程序和采集程序的編輯、修改、保存等。
3、數(shù)控程序的比較。4、機床狀態(tài)的采集，包括NC程序名、加工零件個數(shù)、加工開始時間、結(jié)束時間、主 軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率等等。5、可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型包括選件參數(shù)、機床數(shù)據(jù)、設(shè)定數(shù)據(jù)、刀具補償、零點偏移、 R參數(shù)、零件程序、子程序、NC數(shù)據(jù)、報警文本、螺距誤差補償數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)等。通過以上基本功能的實現(xiàn)，有效地實現(xiàn)了 DNC信息采集系統(tǒng)的功能。最后所應(yīng)說明的是以上實施例僅用于說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參 照上述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依然可以對本 發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均 應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種DNC信息采集方法，其特征在于采用局域網(wǎng)式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，由DNC采集主 機、串口服務(wù)器、CNC、網(wǎng)絡(luò)組成；DNC采集主機是系統(tǒng)的核心部分，運行著DNC信息采集軟 件，控制整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和信息管理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種DNC信息采集方法，其特征在于車間局域網(wǎng)采用以 太網(wǎng)進(jìn)行組建，串口服務(wù)器上的串口可以被映射成為Windows操作系統(tǒng)下的標(biāo)準(zhǔn)串口或 Linux下的real TTY串口，WindowsNT/2000及以上操作系統(tǒng)中，一臺計算機共可映射256個 串口服務(wù)器，用戶可以對串口服務(wù)器進(jìn)行各種數(shù)據(jù)收發(fā)和控制，其驅(qū)動程序與Windows標(biāo) 準(zhǔn)串口驅(qū)動程序完全兼容，企業(yè)的數(shù)控設(shè)備通過串口服務(wù)器連接到車間局域網(wǎng)上，各個信 息子系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)相互的連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種DNC信息采集方法，其特征在于采集系統(tǒng)由系統(tǒng)管理 模塊、通訊模塊、采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、查詢模塊、用戶管理模塊組成。各個軟件模塊之 間相互作用，同時又相互獨立。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種DNC信息采集方法，其特征在于系統(tǒng)管理模塊主要完 成對系統(tǒng)的配置和設(shè)定，當(dāng)車間增加一臺數(shù)控設(shè)備時，需要向系統(tǒng)中增加該設(shè)備，并登記該 設(shè)備的一些信息；當(dāng)車間減少一臺數(shù)控設(shè)備時，系統(tǒng)也應(yīng)該刪除該設(shè)備的信息；在編寫宏 程序和特殊匯報程序時，不同類型的數(shù)控系統(tǒng)，其指令不同，先選擇設(shè)備類型，然后才能針 對這種類型的設(shè)備編寫采集程序。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種DNC信息采集方法，其特征在于通訊模塊負(fù)責(zé)計算機 和數(shù)控設(shè)備的通訊，是系統(tǒng)的核心；由通訊參數(shù)設(shè)置和通訊功能兩部分組成；通訊參數(shù)包 括串口號、波特率、數(shù)據(jù)位、校驗位、停止位等；通訊功能包括本地程序發(fā)送，庫文件發(fā)送 和遠(yuǎn)程調(diào)用等功能，本地程序發(fā)送是指向數(shù)控設(shè)備發(fā)送本地文件夾里的數(shù)控文件；庫文件 發(fā)送是指向數(shù)控設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)庫里的數(shù)控文件；遠(yuǎn)程調(diào)用是指數(shù)控設(shè)備遠(yuǎn)程的調(diào)用數(shù)據(jù)庫 里的文件。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種DNC信息采集方法，其特征在于采集模塊負(fù)責(zé)采集程 序的編制和設(shè)備狀態(tài)的采集；包括前面已經(jīng)講過的采集方法和采集程序編制。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種DNC信息采集方法，其特征在于數(shù)據(jù)處理模塊主要是 對采集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、處理、保存等操作；采集的數(shù)據(jù)有很多，需要對它們進(jìn)行分類 保存，以便數(shù)據(jù)的處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種DNC信息采集方法，其特征在于查詢模塊主要用于用 戶查詢采集數(shù)據(jù)；用戶可以根據(jù)需要查詢每臺機床當(dāng)前的狀態(tài)、在加工零件的信息、機床的 利用率、加工某個零件的時間。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種DNC信息采集方法，其特征在于用戶管理基于串口的 DNC信息采集系統(tǒng)實現(xiàn)了一個簡單的用戶管理，系統(tǒng)將全部的用戶分為兩類，普通用戶和管 理員用戶，管理員用戶具有一切權(quán)限，可執(zhí)行一切操作，而普通用戶則根據(jù)權(quán)限的不同執(zhí)行 相應(yīng)的操作；用戶登陸系統(tǒng)必須輸入用戶名和密碼，進(jìn)入系統(tǒng)后可以更改用戶信息和注銷 用戶。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種DNC信息采集方法，采用局域網(wǎng)式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，由DNC采集主機、串口服務(wù)器、CNC、網(wǎng)絡(luò)組成。DNC采集主機是系統(tǒng)的核心部分，運行著DNC信息采集軟件，控制整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和信息管理；采集系統(tǒng)由系統(tǒng)管理模塊、通訊模塊、采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、查詢模塊、用戶管理模塊組成，各個軟件模塊之間相互作用，同時又相互獨立。本發(fā)明的優(yōu)點采用多線程的后臺服務(wù)模式，使得一臺DNC主機可以同時對多個設(shè)備進(jìn)行服務(wù)，有效減少系統(tǒng)實施費用，并提高可維護性；節(jié)約了車間的場地空間，并極大地減少前者所帶來的管理方面的問題；改善了計算機的使用環(huán)境，提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與安全性。
文檔編號G05B19/418GK102043394SQ20091019687
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月9日
發(fā)明者盧健華 申請人:盧健華