本發(fā)明涉及一種數(shù)控機床加工系統(tǒng)及基于云平臺的數(shù)控機床加工系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有機床基本上都是脫機使用，無法仿真，無法掌握機床工作時的實時數(shù)據(jù)，無法進行遠程操作,也無法進行遠程批量操作，也無法在遠程批量操作的過程中賬務(wù)實時數(shù)據(jù)。另外，現(xiàn)場需要人員進行加工，加工環(huán)境外不能夠進行加工過程實時查看；遠程操作中人員不能夠直接操作操控臺，無法真實仿真現(xiàn)場工作環(huán)境；現(xiàn)有仿真平臺應(yīng)對數(shù)控機床單一，不具備普遍性，更無法實現(xiàn)云端加工程序正確性的驗證；現(xiàn)有數(shù)據(jù)機床具備數(shù)據(jù)外接接口，但是不具備數(shù)據(jù)加密能力。以上都是制約數(shù)控機床實現(xiàn)遠程操控加工的重要主要原因。

數(shù)控機床操控面板是數(shù)控機床的重要組成部件，是操作人員與數(shù)控機床進行交互的工具。通過操作操控面板可以實現(xiàn)操作人員對數(shù)控機床的操作、編程、調(diào)試、以及參數(shù)設(shè)定和修改等，現(xiàn)有數(shù)控機床仿真軟件多為教學(xué)和培訓(xùn)為目的，用于模擬仿真數(shù)控機床加工過程，可同時配合仿真面板進行更真實的仿真；但是，不能實現(xiàn)仿真系統(tǒng)同數(shù)控機床進行通信。因此一種新型數(shù)控機床加工系統(tǒng)急需被研制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的無法實現(xiàn)遠程監(jiān)測數(shù)控機床加工，及過程監(jiān)控，進而無法實現(xiàn)云端控制數(shù)控機床加工的問題，而研制一種基于云平臺的數(shù)控機床加工系統(tǒng)。具體技術(shù)方案如下：

一種數(shù)控機床加工系統(tǒng)，包括：數(shù)控機床；其特征在于還包括：

同數(shù)控機床數(shù)據(jù)連接，并能夠同數(shù)控機床進行數(shù)據(jù)通信的機床仿真平臺；

所述機床仿真平臺能夠?qū)ぜ庸こ绦蜻M行模擬仿真，并將工件加工程序發(fā)送給數(shù)控機床，數(shù)控機床進行工件加工，同時數(shù)控機床加工過程中的各種狀態(tài)信息和參數(shù)能夠通過機床仿真平臺顯示出來；或機床仿真平臺將工件加工程序發(fā)送給數(shù)控機床，數(shù)控機床進行工件加工，同時數(shù)控機床加工過程中的各種狀態(tài)信息和參數(shù)能夠通過機床仿真平臺顯示出來。

所述機床仿真平臺包括：仿真系統(tǒng)和仿真面板；

所述仿真系統(tǒng)用于對工件加工程序進行模擬仿真，還用于實時同數(shù)控機床進行通信，即向數(shù)控機床發(fā)送操縱指令的同時接收數(shù)控機床反饋的各種狀態(tài)信息和參數(shù)信息；

所述仿真面板同仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)連接，能夠?qū)Ψ抡嫦到y(tǒng)中的工件加工過程進行操作；

仿真系統(tǒng)在模擬仿真工件加工過程時，能夠通過仿真面板對仿真過程進行操作，模擬出真實機床的各種工作狀態(tài)；

仿真系統(tǒng)在控制數(shù)控機床進行工件加工過程時，能夠通過仿真面板對數(shù)控機床加工過程進行操作。

一種基于云平臺的數(shù)控機床加工系統(tǒng)，包括：數(shù)控機床；其特征在于還包括：

能夠?qū)ぜ庸こ绦蜻M行模擬仿真，并將模擬仿真驗證成功的工件加工程序發(fā)送到云平臺上，或直接將工件加工程序發(fā)送到云平臺上，同時對數(shù)控機床加工過程中的各種狀態(tài)信息和參數(shù)進行顯示的機床仿真平臺；

分別同機床仿真平臺和數(shù)控機床數(shù)據(jù)連接，用于接收機床仿真平臺發(fā)送過來的工件加工程序，向機床仿真平臺發(fā)送數(shù)控機床加工過程中的各種狀態(tài)信息和參數(shù)，用于接收數(shù)控機床發(fā)送過來的加工過程中的各種狀態(tài)信息和參數(shù)，向數(shù)控機床發(fā)送工件加工程序的云平臺。

所述機床仿真平臺包括：仿真系統(tǒng)和仿真面板；

所述仿真系統(tǒng)用于對工件加工程序進行模擬仿真，還用于實時同云平臺進行通信，即向云平臺發(fā)送工件加工程序的同時接收云平臺反饋的數(shù)控機床的各種狀態(tài)信息和參數(shù)信息；

所述仿真面板同仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)連接，能夠?qū)Ψ抡嫦到y(tǒng)中的工件加工過程進行操作。

機床仿真平臺將工件加工程序發(fā)送到云平臺后，云平臺會查詢是否具有空閑能夠加工的數(shù)控機床，如果有將工件加工程序發(fā)送給空閑能夠加工的數(shù)控機床。

所述云平臺在將工件加工程序發(fā)送給數(shù)控機床時，會對數(shù)控機床能否正常工作進行判斷，具體過程如下：

云平臺接收到機床仿真平臺發(fā)送過來的工件加工程序和任務(wù)后，將工件加工程序發(fā)送到云平臺選定的數(shù)控機床A進行驗證加工，云平臺實時監(jiān)測和判斷此次數(shù)控機床A是否存在加工異常，如果數(shù)控機床A加工成功，則云平臺將數(shù)控機床A加工任務(wù)發(fā)送給數(shù)控機床A，數(shù)控機床A按照分配任務(wù)進行工件加工；如果數(shù)控機床A加工不成功，則云平臺選擇數(shù)控機床B進行驗證加工，云平臺實時監(jiān)測和判斷數(shù)控機床B是否存在加工異常，如果數(shù)控機床B加工成功，則云平臺將數(shù)控機床B加工任務(wù)發(fā)送給數(shù)控機床B，數(shù)控機床B按照分配任務(wù)進行工件加工，同時云平臺將數(shù)控機床A加入維修機床檔案中，不再分配新加工任務(wù)，并發(fā)送維修通知給數(shù)控機床A所有者；如果數(shù)控機床B加工不成功，云平臺生成加工程序錯誤報告，中斷此次加工任務(wù)，同時將錯誤報告發(fā)送給該工件加工程序的機床仿真平臺。

所述云平臺在將工件加工程序發(fā)送給數(shù)控機床后，會對實時接收數(shù)控機床加工過程中的各種狀態(tài)信息和參數(shù)信息，并實時將各種狀態(tài)信息和參數(shù)信息反饋給機床仿真平臺進行實時顯示，為保證顯示過程同真實加工過程同步，云平臺、機床仿真平臺及數(shù)控機床之間還進行如下操作：

數(shù)控機床每加工完一步驟后，發(fā)送數(shù)據(jù)給云平臺，數(shù)控機床同時對數(shù)據(jù)發(fā)送的時間進行監(jiān)控，判斷發(fā)送時間是否超過T1，如果發(fā)送時間小于T1，則數(shù)控機床繼續(xù)加工；如果發(fā)送時間大于等于T1，則數(shù)控機床停止加工，待云平臺反饋繼續(xù)加工指令之后，數(shù)控機床繼續(xù)加工；

同時云平臺還對機床仿真平臺反饋的成功接收到每一步加工數(shù)據(jù)的時間進行監(jiān)控，即云平臺對其接收數(shù)控機床發(fā)送的該步驟加工數(shù)據(jù)的時間和機床仿真平臺反饋的成功接收到該步驟加工數(shù)據(jù)的時間差進行監(jiān)控，如果時間差大于T2，云平臺通知數(shù)控機床停止加工，等服務(wù)器收到機床仿真平臺反饋成功接受到數(shù)控機床發(fā)給云平臺最后步驟的數(shù)據(jù)后，云平臺通知數(shù)控機床繼續(xù)加工。

云平臺收到機床仿真平臺發(fā)送過來的工件加工程序后，還能夠結(jié)合機床仿真平臺發(fā)送過來的設(shè)定要求信息，向機床仿真平臺用戶推薦數(shù)控機床，具體過程如下：

所述設(shè)定要求信息包括：精度、距離和時間；

云平臺根據(jù)K值的大小向機床仿真平臺用戶推薦數(shù)控機床；

K＝a*(a2-A)/(a2-a1)*100％+b*(b2-B)/(b2-b1)*100％+c*(c2-C)/(c2-c1)*100％

K為云平臺推薦參考值；

a為精度在評價中所占在比重，A為用戶實際需求精度，機床的精度范圍為a1至a2；

b為運輸距離在評價中所占在比重，B為用戶實際需求運輸距離，機床的運輸距離范圍為b1至b2；

c為精度在評價中所占在比重，C為用戶實際需求精度，機床單位工件加工時間范圍為c1至c2。

所述機床仿真平臺同云平臺之間數(shù)據(jù)通信進行加密處理；云平臺同數(shù)控機床之間數(shù)據(jù)通信進行加密處理。

所述云平臺同數(shù)控機床之間設(shè)有加解密設(shè)備。

本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比其優(yōu)點是顯而易見的，系統(tǒng)可模擬機床使用過程，使學(xué)習(xí)方便，減少了初學(xué)者操作機床的危險性，由于可模擬所以減少了加工中由于失誤引起的損耗，可直接實時監(jiān)測機床運行過程，使機床工作中更加可控，可遠程連接一臺或多臺機床并實時加工并實時監(jiān)測運行過程，從而實現(xiàn)云加工以及云制造。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述數(shù)控機床加工系統(tǒng)框圖；

圖2為本發(fā)明所述基于云平臺的數(shù)控機床加工系統(tǒng)框圖；

圖3為本發(fā)明多仿真平臺構(gòu)建數(shù)控機床加工云平臺的系統(tǒng)框圖；

圖4為仿真面板的結(jié)構(gòu)框圖；

圖5為云平臺進行機床是否處于正常加工狀態(tài)的驗證方法；

具體實施方式

實施例1：如圖1所示，一種數(shù)控機床加工系統(tǒng)，包括：數(shù)控機床；同數(shù)控機床數(shù)據(jù)連接，并能夠同數(shù)控機床進行數(shù)據(jù)通信的機床仿真平臺；所述機床仿真平臺能夠?qū)ぜ庸こ绦蜻M行模擬仿真，并將工件加工程序發(fā)送給數(shù)控機床，數(shù)控機床進行工件加工，同時數(shù)控機床加工過程中的各種狀態(tài)信息和參數(shù)能夠通過機床仿真平臺顯示出來；或機床仿真平臺將工件加工程序發(fā)送給數(shù)控機床，數(shù)控機床進行工件加工，同時數(shù)控機床加工過程中的各種狀態(tài)信息和參數(shù)能夠通過機床仿真平臺顯示出來。所述機床仿真平臺包括：仿真系統(tǒng)A和仿真面板B；

所述仿真系統(tǒng)A用于對工件加工程序進行模擬仿真，還用于實時同數(shù)控機床進行通信，即向數(shù)控機床發(fā)送操縱指令的同時接收數(shù)控機床反饋的各種狀態(tài)信息和參數(shù)信息；所述仿真面板B同仿真系統(tǒng)A數(shù)據(jù)連接，能夠?qū)Ψ抡嫦到y(tǒng)A中的工件加工過程進行操作；

仿真系統(tǒng)A在模擬仿真工件加工過程時，能夠通過仿真面板B對仿真過程進行操作，模擬出真實機床的各種工作狀態(tài)；仿真系統(tǒng)A在控制數(shù)控機床進行工件加工過程時，能夠通過仿真面板B對數(shù)控機床加工過程進行操作；即仿真面板B對仿真系統(tǒng)A中的加工過程進行操作，仿真系統(tǒng)A實時同數(shù)控機床通信，將仿真面板B發(fā)出的操作指令傳輸給數(shù)控機床，以實現(xiàn)仿真面板B對數(shù)控機床的操控。其中數(shù)控機床同機床仿真平臺串口、USB接口或網(wǎng)口通信連接。

實施例2：如圖2和圖3所示，一種基于云平臺的數(shù)控機床加工系統(tǒng)，包括：數(shù)控機床；能夠?qū)ぜ庸こ绦蜻M行模擬仿真，并將模擬仿真驗證成功的工件加工程序發(fā)送到云平臺上，經(jīng)過驗證的加工程序更穩(wěn)定、更安全；或直接將工件加工程序發(fā)送到云平臺上(有些加工程序是通過驗證的，就沒有必要再重新驗證一遍，可確保效率)，同時對數(shù)控機床加工過程中的各種狀態(tài)信息和參數(shù)進行顯示的機床仿真平臺；分別同機床仿真平臺和數(shù)控機床數(shù)據(jù)連接，用于接收機床仿真平臺發(fā)送過來的工件加工程序，向機床仿真平臺發(fā)送數(shù)控機床加工過程中的各種狀態(tài)信息和參數(shù)，用于接收數(shù)控機床發(fā)送過來的加工過程中的各種狀態(tài)信息和參數(shù)，向數(shù)控機床發(fā)送工件加工程序的云平臺。所述機床仿真平臺包括：仿真系統(tǒng)A和仿真面板B；

所述仿真系統(tǒng)A用于對工件加工程序進行模擬仿真，還用于實時同云平臺進行通信，即向云平臺發(fā)送工件加工程序的同時接收云平臺反饋的數(shù)控機床的各種狀態(tài)信息和參數(shù)信息；所述仿真面板B同仿真系統(tǒng)A數(shù)據(jù)連接，能夠?qū)Ψ抡嫦到y(tǒng)A中的工件加工過程進行操作；仿真系統(tǒng)A在模擬仿真工件加工過程時，能夠通過仿真面板B對仿真過程進行操作，模擬出真實機床的各種工作狀態(tài)。機床仿真平臺可通過仿真系統(tǒng)APC上的網(wǎng)口連接到云平臺上，也可通過仿真面板B上的網(wǎng)口連接到云平臺上。機床仿真平臺將工件加工程序發(fā)送到云平臺后，云平臺會查詢是否具有空閑能夠加工的數(shù)控機床，如果有將工件加工程序發(fā)送給空閑能夠加工的數(shù)控機床。沒有空閑的數(shù)控機床，在云平臺中進行排隊等待，等待有空閑的數(shù)控機床后，再進行分配。

如圖4所示仿真面板B包括面板本體、面板控制電路板和主控電路板；所述主控電路板上具有：主控模塊；與數(shù)控機床監(jiān)控中心通過以太網(wǎng)相連接，以及與主控模塊相連接的網(wǎng)絡(luò)通信模塊；與主控模塊和手輪相連接的手輪控制模塊；與主控模塊和按鍵相連接，用于實現(xiàn)按鍵與主控模塊進行通信的串口通信模塊；與多個帶燈按鍵開關(guān)相連接，用于控制各帶燈按鍵開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)的開關(guān)控制模塊；以及與主控模塊相連接的USB接口通信模塊；所述面板控制電路板上具有：與主控模塊和鍵盤相連接的鍵盤掃描模塊；以及與主控模塊和LED陣列相連接的LED驅(qū)動模塊；進一步地，所述主控電路板上還具有與主控模塊相連接的AD采集模塊；進一步地，所述面板控制電路板上還具有與撥碼開關(guān)相連接的并串轉(zhuǎn)換模塊；所述并串轉(zhuǎn)換模塊用于將各撥碼開關(guān)產(chǎn)生的多路開關(guān)量并行信號轉(zhuǎn)換為串行信號傳輸給主控模塊。

實施例3：系統(tǒng)其它部分同實施例2，這里不再贅述，只對不同點進行描述。如圖5所示，云平臺在將工件加工程序發(fā)送給數(shù)控機床時，會對數(shù)控機床能否正常工作進行判斷，具體過程如下：

云平臺接收到機床仿真平臺發(fā)送過來的工件加工程序和任務(wù)后，將工件加工程序發(fā)送到云平臺選定的數(shù)控機床A進行驗證加工，云平臺實時監(jiān)測和判斷此次數(shù)控機床A是否存在加工異常，如果數(shù)控機床A加工成功，則云平臺將數(shù)控機床A加工任務(wù)發(fā)送給數(shù)控機床A，數(shù)控機床A按照分配任務(wù)進行工件加工；如果數(shù)控機床A加工不成功，則云平臺選擇數(shù)控機床B進行驗證加工，云平臺實時監(jiān)測和判斷數(shù)控機床B是否存在加工異常，如果數(shù)控機床B加工成功，則云平臺將數(shù)控機床B加工任務(wù)發(fā)送給數(shù)控機床B，數(shù)控機床B按照分配任務(wù)進行工件加工，同時云平臺將數(shù)控機床A加入維修機床檔案中，不再分配新加工任務(wù)，并發(fā)送維修通知給數(shù)控機床A所有者；如果數(shù)控機床B加工不成功，云平臺生成加工程序錯誤報告，中斷此次加工任務(wù)，同時將錯誤報告發(fā)送給該工件加工程序的機床仿真平臺。機床仿真平臺糾錯，然后按照上述過程繼續(xù)完成加工任務(wù)。所述機床仿真平臺同云平臺之間數(shù)據(jù)通信進行加密處理；云平臺同數(shù)控機床之間數(shù)據(jù)通信進行加密處理；所述云平臺同數(shù)控機床之間設(shè)有加解密設(shè)備。

所述云平臺在將工件加工程序發(fā)送給數(shù)控機床后，會對實時接收數(shù)控機床加工過程中的各種狀態(tài)信息和參數(shù)信息，并實時將各種狀態(tài)信息和參數(shù)信息反饋給機床仿真平臺進行實時顯示，為保證顯示過程同真實加工過程同步，云平臺、機床仿真平臺及數(shù)控機床之間還進行如下操作(為保證數(shù)據(jù)發(fā)布者能夠?qū)崟r觀測到加工的過程)：數(shù)控機床每加工完一步驟后，發(fā)送數(shù)據(jù)給云平臺，數(shù)控機床同時對數(shù)據(jù)發(fā)送的時間進行監(jiān)控，判斷發(fā)送時間是否超過T1，如果發(fā)送時間小于T1，則數(shù)控機床繼續(xù)加工；如果發(fā)送時間大于等于T1，則數(shù)控機床停止加工，(云平臺接收到數(shù)控機床發(fā)送過來的各種狀態(tài)信息和參數(shù)信息受到網(wǎng)絡(luò)延時的影響，會比較緩慢，在數(shù)控機床停止下一步的同時，云平臺告知機床仿真平臺，數(shù)控機床部分收到網(wǎng)絡(luò)延時的影響，不能實時上傳加工數(shù)據(jù)，)等云平臺反饋繼續(xù)加工指令之后，數(shù)控機床繼續(xù)加工；

同時云平臺還對機床仿真平臺反饋的成功接收到每一步加工數(shù)據(jù)的時間進行監(jiān)控，即云平臺對其接收數(shù)控機床發(fā)送的該步驟加工數(shù)據(jù)的時間和機床仿真平臺反饋的成功接收到該步驟加工數(shù)據(jù)的時間差進行監(jiān)控，如果時間差大于T2，云平臺通知數(shù)控機床停止加工，等服務(wù)器收到機床仿真平臺反饋成功接受到數(shù)控機床發(fā)給云平臺最后步驟的數(shù)據(jù)后，云平臺通知數(shù)控機床繼續(xù)加工。

實施例4：系統(tǒng)其它部分同實施例2，這里不再贅述，只對不同點進行描述。

云平臺收到機床仿真平臺發(fā)送過來的工件加工程序后，還能夠結(jié)合機床仿真平臺發(fā)送過來的設(shè)定要求信息，向機床仿真平臺用戶推薦數(shù)控機床，具體過程如下：所述設(shè)定要求信息包括：精度、距離和時間；

云平臺根據(jù)K值的大小向機床仿真平臺用戶推薦數(shù)控機床；

K＝a*(a2-A)/(a2-a1)*100％+b*(b2-B)/(b2-b1)*100％+c*(c2-C)/(c2-c1)*100％

K為云平臺推薦參考值；即K值越大，云平臺推薦度越高。

a為精度在評價中所占在比重，A為用戶實際需求精度，機床的精度范圍為a1至a2；

b為運輸距離在評價中所占在比重，B為用戶實際需求運輸距離，機床的運輸距離范圍為b1至b2；

c為精度在評價中所占在比重，C為用戶實際需求精度，機床單位工件加工時間范圍為c1至c2。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。