專利名稱：基于網(wǎng)絡連接的多數(shù)控系統(tǒng)教學設備的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種多數(shù)控系統(tǒng)教學設備。
背景技術(shù)：
數(shù)控機床在機加工中應用越來越廣泛，而目前大多學校和數(shù)控加工培訓單位采用 的教學培訓設備都是常規(guī)數(shù)控機床或者電腦仿真軟件。常規(guī)數(shù)控機床都是一臺機床只配有 一套數(shù)控系統(tǒng)，不同的數(shù)控系統(tǒng)操作方法和編程指令均有不同，如果想針對多套數(shù)控系統(tǒng) 進行教學，那么就必須購買多臺機床，還需要有足夠大的空間來放置機床；而數(shù)控仿真軟件 雖然能在電腦上模擬多套系統(tǒng)，但是由于是通過顯示屏顯示控制按鍵和加工圖形來模擬機 床的加工過程，所以培訓效果比較抽象，學生理解起來較為困難。中國實用新型專利CN200620016891. 0公開了一種教學數(shù)控機床，包括機械本體、 驅(qū)動機構(gòu)、主機、運動控制卡，所述運動控制卡與主機相連并通過一 I/O接口板與驅(qū)動機構(gòu) 連接，其特征在于所述教學數(shù)控機床還包括至少兩套不同的控制系統(tǒng)及控制系統(tǒng)切換電 路，每一控制系統(tǒng)均包括相應的操作界面，所述控制系統(tǒng)切換電路分別與各控制系統(tǒng)及主 機相連且還連接于I/O接口板上，通過控制系統(tǒng)切換電路實現(xiàn)不同控制系統(tǒng)之間的切換； 所述運動控制卡根據(jù)主機及控制系統(tǒng)的信號控制驅(qū)動機構(gòu)的動作。該教學數(shù)控機床采用硬 件電路實現(xiàn)各控制系統(tǒng)之間的切換，硬件電路制作成本高，且難以升級，當需要升級時，需 要重新設計新的硬件電路，費時費力費錢。

實用新型內(nèi)容本實用新型解決了傳統(tǒng)的多數(shù)控系統(tǒng)教學設備需要設計專用的硬件電路的技術(shù) 問題，大大提高多數(shù)控系統(tǒng)教學設備的應用范圍，并提高其升級速度，大幅度降低升級成 本，安裝調(diào)試方便。本實用新型的一種技術(shù)方案是，一種基于網(wǎng)絡連接的多數(shù)控系統(tǒng)教學設備，所述 多數(shù)控系統(tǒng)教學設備包括顯示器、通用數(shù)控機床控制面板、多系統(tǒng)主機和常規(guī)數(shù)控機床，其 特征在于所述多系統(tǒng)主機具有存儲器，該存儲器內(nèi)存儲至少三種不同的數(shù)控系統(tǒng)程序，所 述顯示器和所述通用數(shù)控機床控制面板通過電纜與所述多系統(tǒng)主機電連接，所述多系統(tǒng)主 機還具有第一通訊接口，所述常規(guī)數(shù)控機床具有第二通訊接口，所述第一通訊接口與所述 第二通訊接口相連接，所述多系統(tǒng)主機將經(jīng)解釋器譯碼后的G代碼文件與通過驅(qū)動程序從 面板獲取的MCP指令一起作為打包數(shù)據(jù)進行打包，并通過所述第一通訊接口發(fā)送給所述常 規(guī)數(shù)控機床，所述常規(guī)數(shù)控機床通過所述第二通訊接口接收到打包數(shù)據(jù)后進行解包操作獲 取解包數(shù)據(jù)，然后通過調(diào)用常規(guī)數(shù)控機床底層函數(shù)從解包數(shù)據(jù)中獲取G代碼文件和MCP指 令，并使用G代碼文件和MCP指令對機床進行指令控制，將選擇的存儲器內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)程序 用于控制所述常規(guī)數(shù)控機床的工作；所述常規(guī)數(shù)控機床將機床狀態(tài)數(shù)據(jù)、PLC狀態(tài)數(shù)據(jù)和 故障報警數(shù)據(jù)打包成數(shù)據(jù)包后通過所述第二通訊接口發(fā)送給所述多系統(tǒng)主機，所述多系統(tǒng) 主機通過所述第一通訊接口接收所述數(shù)據(jù)包后進行解包操作獲取機床狀態(tài)數(shù)據(jù)、PLC狀態(tài)數(shù)據(jù)和故障報警數(shù)據(jù)，用于機床狀態(tài)的顯示。其中，G代碼文件是以規(guī)定的格式書寫的數(shù)控代碼，其構(gòu)成加工程序，主要包括G 指令(如 GOO、GOl、G90、G91)、M 指令(如 M03、M04、M02、M30)禾口 F、S、T 指令(如 F100、 S1000)等，G代碼文件先經(jīng)過解釋器譯碼，然后以規(guī)定的數(shù)據(jù)包格式打包發(fā)送；MCP指令是 控制面板上的按鍵指令，主要包括模式選擇、程序啟停(急停、復位、循環(huán)啟動、進給保持)、 倍率設置、手動指令、主軸指令和輔助動作指令等，MCP指令通過面板驅(qū)動程序獲取。本實用新型的另一種技術(shù)方案是，一種基于網(wǎng)絡連接的多數(shù)控系統(tǒng)教學設備，所 述多數(shù)控系統(tǒng)教學設備包括顯示器和通用數(shù)控機床控制面板、多系統(tǒng)主機和常規(guī)數(shù)控機 床，其特征在于所述多系統(tǒng)主機具有存儲器，該存儲器內(nèi)存儲至少三種不同的數(shù)控系統(tǒng)程 序和多數(shù)控系統(tǒng)教學設備通訊協(xié)議，所述顯示器和所述通用數(shù)控機床控制面板通過電纜與 所述多系統(tǒng)主機電連接，所述多系統(tǒng)主機還具有第一通訊接口，所述常規(guī)數(shù)控機床具有第 二通訊接口，所述第一通訊接口與所述第二通訊接口相連接，所述多系統(tǒng)主機與所述常規(guī) 數(shù)控機床通過所述多數(shù)控系統(tǒng)教學設備通訊協(xié)議進行通訊，將選擇的存儲器內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng) 程序用于控制所述常規(guī)數(shù)控機床的工作。優(yōu)選地，所述第一通訊接口和/或第二通訊接口為RJ-45接口、USB接口、串口或 無線藍牙接口。所述第一通訊接口和第二通訊接口為RJ-45接口時，所述第一通訊接口與 第二通訊接口通過網(wǎng)線電連接。優(yōu)選地，所述數(shù)控系統(tǒng)程序具有顯示界面和編輯界面，所述顯示器為觸摸屏，具有 顯示和編輯功能。優(yōu)選地，任一數(shù)控系統(tǒng)程序單獨控制床身進行自動加工、編輯、手輪、J0G(手動連 續(xù)進給)、DNC(數(shù)據(jù)傳輸)、MDI (手動數(shù)據(jù)輸入)、增量進給和回零等各種動作，不同數(shù)控系 統(tǒng)之間的切換簡單方便。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，通過該基于網(wǎng)絡連接的多數(shù)控系統(tǒng)教學設備可在一臺數(shù)控機 床上實現(xiàn)多套數(shù)控系統(tǒng)的教學，避免了購買多臺不同控制系統(tǒng)的數(shù)控機床，節(jié)省了設備成 本。學習不同的數(shù)控系統(tǒng)時只需選擇相應的程序，不需要更換任何硬件配件，且設備體積 小，占地少；學生只需在一臺教學數(shù)控機床上學習多套數(shù)控系統(tǒng)后，就能操作工廠里安裝了 相應數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機床，教學成本大為降低。

圖1是本實用新型的基于網(wǎng)絡連接的多數(shù)控系統(tǒng)教學設備的原理圖。圖2是本多數(shù)控系統(tǒng)教學設備的通訊方法的原理圖。圖3是數(shù)據(jù)包的示意圖。圖4是通訊數(shù)據(jù)的打包和解包流程圖。圖5是臨時緩沖區(qū)指令執(zhí)行方式。圖6是下位機工作流程。圖7是上位機工作流程。
具體實施方式
如圖1所示，本基于網(wǎng)絡連接的多數(shù)控系統(tǒng)教學設備，所述多數(shù)控系統(tǒng)教學設備包括顯示器1、通用數(shù)控機床控制面板2、多系統(tǒng)主機3和常規(guī)數(shù)控機床4。其中，多系統(tǒng)主 機具有存儲器5，其內(nèi)存儲至少三種不同的數(shù)控系統(tǒng)程序；所述顯示器1、所述通用數(shù)控機 床控制面板2通過電纜與所述多系統(tǒng)主機3電連接，所述多系統(tǒng)主機具有第一通訊接口 6， 所述常規(guī)數(shù)控機床4具有第二通訊接口 7，所述第一通訊接口 6與所述第二通訊接口 7相連接。如圖2所示，所述多系統(tǒng)主機與所述常規(guī)數(shù)控機床的通訊流程如下，所述多系統(tǒng) 主機將經(jīng)解釋器譯碼后的G代碼文件與通過驅(qū)動程序從面板獲取的MCP指令一起作為打包 數(shù)據(jù)進行打包，并通過所述第一通訊接口發(fā)送給所述常規(guī)數(shù)控機床，所述常規(guī)數(shù)控機床通 過所述第二通訊接口接收到打包數(shù)據(jù)后進行解包操作獲取解包數(shù)據(jù)，然后通過調(diào)用常規(guī)數(shù) 控機床底層函數(shù)從解包數(shù)據(jù)中獲取G代碼文件和MCP指令，并使用G代碼文件和MCP指令 對機床進行指令控制，將選擇的存儲器內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)程序用于控制所述常規(guī)數(shù)控機床的工 作；所述常規(guī)數(shù)控機床將機床狀態(tài)數(shù)據(jù)、PLC狀態(tài)數(shù)據(jù)和故障報警數(shù)據(jù)打包成數(shù)據(jù)包后通 過所述第二通訊接口發(fā)送給所述多系統(tǒng)主機，所述多系統(tǒng)主機通過所述第一通訊接口接收 所述數(shù)據(jù)包后進行解包操作獲取機床狀態(tài)數(shù)據(jù)、PLC狀態(tài)數(shù)據(jù)和故障報警數(shù)據(jù)，用于機床狀 態(tài)的顯示。將選擇的存儲器5內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)程序用于控制所述常規(guī)數(shù)控機床4的工作。其中，所述機床狀態(tài)數(shù)據(jù)包括機床位置、速度和模態(tài)等，所述PLC狀態(tài)數(shù)據(jù)包括伺 服狀態(tài)和主軸狀態(tài)等，所述故障報警數(shù)據(jù)包括數(shù)控系統(tǒng)的硬件故障、軟件故障、編程和操作 錯誤引起的故障等。其中，G代碼文件是以規(guī)定的格式書寫的數(shù)控代碼，其構(gòu)成加工程序，主要包括G 指令(如 GOO、GOl、G90、G91)、M 指令(如 M03、M04、M02、M30)禾口 F、S、T 指令(如 F100、 S1000)等，G代碼文件先經(jīng)過解釋器譯碼，然后以規(guī)定的數(shù)據(jù)包格式打包發(fā)送；MCP指令是 控制面板上的按鍵指令，主要包括模式選擇、程序啟停(急停、復位、循環(huán)啟動、進給保持)、 倍率設置、手動指令、主軸指令、輔助動作指令等，MCP指令通過面板驅(qū)動程序獲取。更進一步地，為了方便設計以及后續(xù)的升級操作，將所述多系統(tǒng)主機與所述常規(guī) 數(shù)控機床的通訊方式封裝為多數(shù)控系統(tǒng)教學設備通訊協(xié)議，存儲在多系統(tǒng)主機中的存儲器 5中，方便使用。所述多數(shù)控系統(tǒng)教學設備通訊協(xié)議的實現(xiàn)方法如下步驟1)多系統(tǒng)主機作為上位機，上位機采用WINDOWS操作系統(tǒng)，常規(guī)數(shù)控機床作 為下位機，下位機采用DOS采用系統(tǒng)；步驟2、:上位機將經(jīng)解釋器譯碼后的G代碼文件與通過驅(qū)動程序從面板獲取的 MCP指令一起作為打包數(shù)據(jù)進行打包，將打包后的數(shù)據(jù)包作為下行幀發(fā)送給下位機；步驟幻下位機接收到下行幀后進行解包操作獲取解包數(shù)據(jù)，然后通過調(diào)用常規(guī) 數(shù)控機床底層函數(shù)從解包數(shù)據(jù)中獲取G代碼文件和MCP指令，并使用G代碼文件和MCP指 令對機床進行指令控制；步驟4)下位機將通過用戶接口函數(shù)從機床獲取的機床狀態(tài)數(shù)據(jù)、PLC狀態(tài)數(shù)據(jù) 和故障報警數(shù)據(jù)作為打包數(shù)據(jù)進行打包，將打包后的數(shù)據(jù)包作為上行幀發(fā)送給上位機；步驟幻上位機接收到上行幀后進行解包操作獲取解包數(shù)據(jù)，然后通過調(diào)用上層 函數(shù)從解包數(shù)據(jù)中獲取機床狀態(tài)數(shù)據(jù)、PLC狀態(tài)數(shù)據(jù)和故障報警數(shù)據(jù)，用于機床狀態(tài)的顯
示 ο[0030]如圖3所示，數(shù)據(jù)包由8字節(jié)指令頭、η字節(jié)數(shù)據(jù)和4字節(jié)CRC數(shù)據(jù)校驗碼構(gòu)成， 其中，η為大于0的整數(shù)。其中，指令頭用于定義區(qū)分不同的指令，包括指令長度(IByte)、指令序號 GByte)、指令類型(lByte)、指令名稱(lByte)、指令等級(IByte)，其中，指令長度包含數(shù) 據(jù)區(qū)長度加指令頭長度加校驗碼長度；指令序號是標明指令的發(fā)出端順序的，用于反饋信 息的時候，表明當前機床執(zhí)行的內(nèi)容；指令類型說明指令的按照指令用途的劃分，分為運動 指令、主軸指令、倍率設置、刀具與刀庫、其他動作、信息反饋和報警；指令名稱說明指令的 具體功能；指令等級說明指令的安全級別，重要程度等。數(shù)據(jù)區(qū)用于封裝指令的η字節(jié)的數(shù)據(jù)，根據(jù)不同指令所含數(shù)據(jù)的多少，數(shù)據(jù)區(qū)有 (0 η)字節(jié)，η為大于0的整數(shù)。CRC數(shù)據(jù)校驗碼用于校驗數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性，它有4字節(jié)。本實用新型涉及到的指令的具體數(shù)據(jù)格式如下1.運動指令(1)手動運動(包含點動、快速)數(shù)據(jù)格式速度f(浮點，4) +軸名稱(字符，1) +方向(整數(shù)，4)；(2)手動停止(包含點動、快速)數(shù)據(jù)格式軸名稱(字符，1)；(3)增量數(shù)據(jù)格式軸名稱(字符，1)+方向(整數(shù)，4) +倍率(整形10的冪，1)；(4)手輪運動數(shù)據(jù)格式速度f (浮點，4) +軸名稱(字符，1) +方向(整數(shù)，4) +倍率(整形10的 冪，1)；(5)參考點(回參考點運動)數(shù)據(jù)格式軸名稱(字符，1)；(6)快速定位(G00運動)數(shù)據(jù)格式速度f (浮點，4) +軸數(shù)η (整數(shù)，1) +軸1名稱(字符，1) +軸2名稱(字 符，1)+…+軸η名稱(字符，1)+目的軸1坐標(整數(shù)脈沖數(shù)，4)+目的軸2坐標(整數(shù)脈 沖數(shù)，4)+…+目的軸η坐標(整數(shù)脈沖數(shù)，4)；(7)直線插補(G01運動)數(shù)據(jù)格式速度f (浮點，4) +軸數(shù)η (整數(shù)，1) +軸1名稱(字符，1) +軸2名稱(字 符，1)+…+軸η名稱(字符，1)+目的軸1坐標(整數(shù)脈沖數(shù)，4)+目的軸2坐標(整數(shù)脈 沖數(shù)，4)+…+目的軸η坐標(整數(shù)脈沖數(shù)，4)；(8)順圓插補(G02運動) 數(shù)據(jù)格式速度f (浮點，4) +圓弧平面(整數(shù)，1) +軸數(shù)η (整數(shù)，1) +軸1名稱(字 符，1) +軸2名稱(字符，1)+··· +軸η名稱(字符，1)+目的軸1坐標(整數(shù)脈沖數(shù)，4)+目 的軸2坐標(整數(shù)脈沖數(shù)，4)+…+目的軸η坐標(整數(shù)脈沖數(shù)，4)+圓心軸1坐標(整數(shù)脈 沖數(shù)，4) +圓心軸2坐標(整數(shù)脈沖數(shù)，4) +··· +圓心軸η坐標(整數(shù)脈沖數(shù)，4)；(9)逆圓插補(G03運動)數(shù)據(jù)格式速度f (浮點，4) +圓弧平面(整數(shù)，1) +軸數(shù)η (整數(shù)，1) +軸1名稱(字符，1) +軸2名稱(字符，1)+··· +軸η名稱(字符，1)+目的軸1坐標(整數(shù)脈沖數(shù)，4)+目 的軸2坐標(整數(shù)脈沖數(shù)，4)+…+目的軸η坐標(整數(shù)脈沖數(shù)，4)+圓心軸1坐標(整數(shù)脈 沖數(shù)，4) +圓心軸2坐標(整數(shù)脈沖數(shù)，4) +··· +圓心軸η坐標(整數(shù)脈沖數(shù)，4)；2、主軸指令(1)主軸正轉(zhuǎn)，數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)速(浮點，4)；(2)主軸反轉(zhuǎn)，數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)速(浮點，4)；(3)主軸停，數(shù)據(jù)格式(無數(shù)據(jù))；(4)主軸制動，數(shù)據(jù)格式(無數(shù)據(jù))；(5)主軸定向，數(shù)據(jù)格式定位角度(脈沖數(shù)，4)；(6)主軸點動，數(shù)據(jù)格式(無數(shù)據(jù))；3、刀具與刀庫(1)選刀，數(shù)據(jù)格式刀具號(整數(shù)，1)；(2)換刀，數(shù)據(jù)格式(無數(shù)據(jù))；(3)刀庫正轉(zhuǎn)，數(shù)據(jù)格式(無數(shù)據(jù))；(4)刀庫反轉(zhuǎn)，數(shù)據(jù)格式(無數(shù)據(jù))；4、其他動作(1)卡盤松緊(車床卡盤動作)數(shù)據(jù)格式夾緊方向(整數(shù)，1) +松緊動作(整數(shù)，1)；(2)刀具松緊(銑床主軸刀具夾緊動作)數(shù)據(jù)格式松緊動作(整數(shù)，1)；(3)冷卻液，數(shù)據(jù)格式冷卻液噴頭號(整數(shù)，1)+開關動作(整數(shù)，1)；(4)照明燈，數(shù)據(jù)格式照明燈具號(整數(shù)，1)+開關動作(整數(shù)，1)；(5)運屑動作，數(shù)據(jù)格式運屑動作(整數(shù)，1)；(6)急停，數(shù)據(jù)格式開關動作(整數(shù)，1)；(7)循環(huán)啟動，數(shù)據(jù)格式(無數(shù)據(jù))；(8)進給保持，數(shù)據(jù)格式(無數(shù)據(jù))；(9)程序終止，數(shù)據(jù)格式(無數(shù)據(jù))；(10)模式選擇，數(shù)據(jù)格式模式(整數(shù)，1)；(11)輸出點，使用I/O配置文件實現(xiàn)其他未定義功能；5、倍率設置(修調(diào))(1)進給倍率，數(shù)據(jù)格式倍率(浮點，4)；(2)快速倍率，數(shù)據(jù)格式倍率(浮點，4)；(3)主軸倍率，數(shù)據(jù)格式倍率(浮點，4)；6、信息反饋(1)當前機床坐標數(shù)據(jù)格式軸數(shù)η (整數(shù)，1) +軸1名稱(字符，1) +軸2名稱(字符，1) +…+軸η 名稱(字符，1) +軸1坐標(整數(shù)脈沖數(shù)，4) +軸2坐標(整數(shù)脈沖數(shù)，4)+··· +軸η坐標(整 數(shù)脈沖數(shù)，4)；(2)伺服狀態(tài)，數(shù)據(jù)格式狀態(tài)(整數(shù)，1)；[0088] (3)主軸狀態(tài)，數(shù)據(jù)格式主軸狀態(tài)(整數(shù)，1)；[0089] (4)執(zhí)行指令，數(shù)據(jù)格式指令序號(整數(shù)，4)；[0090] (5)指令完畢，數(shù)據(jù)格式指令序號(整數(shù)，4)；[0091] (6)脈沖當量，數(shù)據(jù)格式脈沖當量(浮點，4)；[0092] (7)合成速度，數(shù)據(jù)格式合成速度(浮點，4)；[0093] (8)主軸速度，數(shù)據(jù)格式實際速度(整數(shù)，4)；[0094] (9)主軸位置，數(shù)據(jù)格式主軸角度(脈沖數(shù))；[0095] (10)輸入點，通過工／。配置文件實現(xiàn)機床基本狀態(tài)的查詢(比如刀具是否夾緊等)[0096] 71報警[0097] (1)報警，數(shù)據(jù)格式報警索引號(整數(shù)，4)。[0098] 如圖4a所示，所述數(shù)據(jù)包的打包過程如下[0099] 步驟a)采集信息，用于獲取要進行打包操作的數(shù)據(jù)及指令；[01oo] 步驟b)計算指令的長度，為該指令分配內(nèi)存，并寫入指令長度；[0101] 步驟C)寫入指針后移l字節(jié)，寫入指令頭；[0102] 步驟d)寫入指針后移7字節(jié)，寫入數(shù)據(jù)，指針后移n字節(jié)；[0103] 步驟e)判斷采集信息是否完成，如果否，則，返回步驟a)，如果是，進入步驟f)；[0104] 步驟f)寫入4字節(jié)的CRC數(shù)據(jù)校驗碼，結(jié)束。[0105] 如圖4b所示，所述解包操作的過程如下[0106] 步驟a)讀取數(shù)據(jù)包的第一字節(jié)值，將其與收到的字節(jié)數(shù)進行比較，如果相等，則進行步驟b)，如果不相等，則進入步驟e)；[0107] 步驟b)讀取指針后移l字節(jié)，讀取指令頭；[0108] 步驟C)讀取指針后移7字節(jié)，讀取數(shù)據(jù)，指針后移n字節(jié)；[0109] 步驟d)讀取4字節(jié)的CRC數(shù)據(jù)校驗碼；[0110] 步驟e)結(jié)束。[0111] 其中，n為大于零的整數(shù)。[0112] 采用上述多數(shù)控系統(tǒng)教學設備通訊協(xié)議進行多系統(tǒng)主機與常規(guī)數(shù)控機床之間的通訊還有以下優(yōu)點[0113] l1確保指令執(zhí)行的連續(xù)性[0114] 一方面考慮到下位機內(nèi)存的限制，另一方面為了解決指令發(fā)送速度與指令執(zhí)行速度的不匹配問題，以保證指令執(zhí)行的連續(xù)性，在下位機設置了臨時緩沖區(qū)，用來暫時存放指令，優(yōu)選的一種情況是臨時緩沖區(qū)大小為20，即最多可以存放20條指令。[0115] 上位機不斷向下位機發(fā)送下行幀數(shù)據(jù)直到填滿緩沖區(qū)，緩沖區(qū)指令被循環(huán)順序執(zhí)行，執(zhí)行完一條指令就將存放該指令的指令緩沖區(qū)清空，上位機在判斷前半部指令緩沖區(qū)為空之后，又繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)將緩沖區(qū)填滿，這樣可以保證在上位機還有數(shù)據(jù)發(fā)送時，下位機臨時緩沖區(qū)還有指令可供執(zhí)行，這樣程序可以連續(xù)執(zhí)行而不間斷，并且又節(jié)約了下位機的內(nèi)存空間。[0116] 21確保指令執(zhí)行的實時性[0117] 為了保證如進給保持1循環(huán)啟動1急停1復位等程序控制指令的實時執(zhí)行，將下位機的臨時緩沖區(qū)分為高優(yōu)先級緩沖區(qū)和低優(yōu)先級緩沖區(qū)，高優(yōu)先級緩沖區(qū)的指令一旦被接 收到，就立即執(zhí)行，低優(yōu)先級緩沖區(qū)的指令則放在緩沖區(qū)中循環(huán)順序執(zhí)行。如圖5所示，高優(yōu)先級指令緩沖區(qū)中的指令優(yōu)先搶占式執(zhí)行，高、低優(yōu)先級指令緩 沖區(qū)內(nèi)部各指令順序循環(huán)執(zhí)行。低優(yōu)先級指令主要是指G代碼程序，從上位機接收，然后依 次放到低優(yōu)先級緩沖區(qū)順序循環(huán)執(zhí)行。高優(yōu)先級指令主要是MCP面板指令，一旦從上位機 接收，就立即執(zhí)行。也就是說，高優(yōu)先級指令緩沖區(qū)中的指令優(yōu)先搶占式執(zhí)行，低優(yōu)先級指 令緩沖區(qū)內(nèi)部各指令順序循環(huán)執(zhí)行。圖6示出了下位機工作流程，下位機在和上位機建立連接后，除了采集機床設備 的信息以外，也要準備接收上位機發(fā)來的控制命令，以對機床設備進行操作。所以下位機 的工作流程，在連接建立后，下位機工作流程分為兩支，一支用于系統(tǒng)及設備信息的采集發(fā) 送，一支用于接收上位機的控制命令。圖7示出了上位機在與下位機建立連接后，一方面，它要接收并處理來自下位機 的系統(tǒng)及設備信息，另一方面，它還要將通過操作面板或其他方式輸入的控制指令發(fā)送到 下位機以實現(xiàn)對數(shù)控設備的遠程操作，在連接建立后，上位機的工作流程同樣分為兩支一 支用于接收來自面板或其他途徑的控制信息并發(fā)送至下位機，一支用于接收下位機(服務 端)傳遞的狀態(tài)信息。采用上述多數(shù)控系統(tǒng)教學設備通訊協(xié)議的基于網(wǎng)絡連接的多數(shù)控系統(tǒng)教學設備 硬件結(jié)構(gòu)與圖1所示的結(jié)構(gòu)相同，其具體操作過程為所述多數(shù)控系統(tǒng)教學設備包括顯示 器1、通用數(shù)控機床控制面板2、多系統(tǒng)主機3和常規(guī)數(shù)控機床4，所述多系統(tǒng)主機具有存儲 器5，其內(nèi)存儲至少三種不同的數(shù)控系統(tǒng)程序和多數(shù)控系統(tǒng)教學設備通訊協(xié)議，所述顯示器 1、所述通用數(shù)控機床控制面板2通過電纜與所述多系統(tǒng)主機3電連接，所述多系統(tǒng)主機3 具有第一通訊接口 6，所述常規(guī)數(shù)控機床具有第二通訊接口 7，所述第一通訊接口 6與所述 第二通訊接口 7相連接，所述多系統(tǒng)主機3與所述常規(guī)數(shù)控機床4通過所述多數(shù)控系統(tǒng)教 學設備通訊協(xié)議進行通訊，將選擇的存儲器5內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)程序用于控制所述常規(guī)數(shù)控機 床4的工作。此外，所述第一通訊接口 6、第二通訊接口 7為RJ-45接口、USB接口、串口或無線 藍牙接口，滿足不同的客戶需要。如使用RJ-45接口時，可通過網(wǎng)線連接即可，方便快捷。此外，所述數(shù)控系統(tǒng)程序具有顯示界面和編輯界面，所述顯示器為觸摸屏，具有顯 示和編輯功能。此外，任一數(shù)控系統(tǒng)程序單獨控制床身進行自動加工、編輯、手輪、手動連續(xù)進給 (JOG)、數(shù)據(jù)傳輸(DNC)、手動數(shù)據(jù)輸入(MDI)、增量進給和回零等各種動作，不同數(shù)控系統(tǒng) 之間的切換簡單方便。由于本基于網(wǎng)絡連接的多數(shù)控系統(tǒng)教學設備采用了觸摸顯示屏，每套數(shù)控系統(tǒng)專 用的MDI面板就集成到了顯示屏上面，當更換不同的數(shù)控系統(tǒng)來控制機床運行時，就不用 再去更換MDI面板，直接就能在顯示屏上顯示出很完美的按鍵并可進行觸控操作，主機內(nèi) 安裝的數(shù)控系統(tǒng)數(shù)量越多，數(shù)控系統(tǒng)的性價比就越高。每套控制程序的操作界面及操作方 式分別與目前市場上幾套主流數(shù)控系統(tǒng)相同，均執(zhí)行相同的工藝規(guī)范，且可兼容標準G代 碼，使用Mastercam、UG等軟件生成的加工程序能被本數(shù)控系統(tǒng)直接調(diào)用。每套數(shù)控程序 都能獨立運行，只需在觸摸屏上根據(jù)提示選擇，就可以進入不同的數(shù)控系統(tǒng)，且操作方法與目前實際應用中的幾種主流數(shù)控系統(tǒng)一致，在一臺教學數(shù)控機床上進行多套數(shù)控系統(tǒng)的教 學，避免了購買多臺不同數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機床，設備體積小，節(jié)省教室空間，并可以大幅度 的節(jié)約教育經(jīng)費，且該設備升級方便，費用低。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所 屬技術(shù)領域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似 的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。例如，在本實施方式中，上位機采用的操作系統(tǒng)是windows操作系統(tǒng)，而下位機采 用的是dos操作系統(tǒng)；但是本發(fā)明對上位機和下位機采用的操作系統(tǒng)并沒有具體的限制， 本領域普通技術(shù)人員可以為上位機和下位機采用任何合適的操作系統(tǒng)。
權(quán)利要求1.一種基于網(wǎng)絡連接的多數(shù)控系統(tǒng)教學設備，所述多數(shù)控系統(tǒng)教學設備包括顯示器、 通用數(shù)控機床控制面板、多系統(tǒng)主機和常規(guī)數(shù)控機床，其特征在于所述多系統(tǒng)主機具有存 儲器，所述顯示器和所述通用數(shù)控機床控制面板通過電纜與所述多系統(tǒng)主機電連接，所述 多系統(tǒng)主機還具有第一通訊接口，所述常規(guī)數(shù)控機床具有第二通訊接口，所述第一通訊接 口與所述第二通訊接口相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于網(wǎng)絡連接的多數(shù)控系統(tǒng)教學設備，其特征在于所述第 一通訊接口和/或第二通訊接口為RJ-45接口、USB接口、串口或無線藍牙接口。
3.一種基于網(wǎng)絡連接的多數(shù)控系統(tǒng)教學設備，所述多數(shù)控系統(tǒng)教學設備包括顯示器、 通用數(shù)控機床控制面板、多系統(tǒng)主機和常規(guī)數(shù)控機床，其特征在于所述多系統(tǒng)主機具有存 儲器，所述顯示器和所述通用數(shù)控機床控制面板通過電纜與所述多系統(tǒng)主機電連接，所述 多系統(tǒng)主機還具有第一通訊接口，所述常規(guī)數(shù)控機床具有第二通訊接口，所述第一通訊接 口與所述第二通訊接口相連接，所述多系統(tǒng)主機與所述常規(guī)數(shù)控機床通過所述多數(shù)控系統(tǒng) 教學設備通訊協(xié)議進行通訊，將選擇的存儲器內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)程序用于控制所述常規(guī)數(shù)控機 床的工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的教學設備，其特征在于所述第一通訊接口和/或第二通訊 接口為RJ-45接口、USB接口、串口或無線藍牙接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的教學設備，其特征在于所述第一通訊接口和第二通訊接口 為RJ-45接口時，所述第一通訊接口與第二通訊接口通過網(wǎng)線電連接。
專利摘要本實用新型提供了一種基于網(wǎng)絡連接的多數(shù)控系統(tǒng)教學設備，該設備包括顯示器、通用數(shù)控機床控制面板、多系統(tǒng)主機和常規(guī)數(shù)控機床。該多系統(tǒng)主機具有存儲器，其內(nèi)存儲至少三種不同的數(shù)控系統(tǒng)程序和多數(shù)控系統(tǒng)教學設備通訊協(xié)議，該顯示器、該通用數(shù)控機床控制面板通過電纜與所述多系統(tǒng)主機電連接，該多系統(tǒng)主機具有第一通訊接口，該常規(guī)數(shù)控機床具有第二通訊接口，該第一通訊接口與第二通訊接口相連接，該多系統(tǒng)主機與常規(guī)數(shù)控機床通過所述多數(shù)控系統(tǒng)教學設備通訊協(xié)議進行通訊，將選擇的存儲器內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)程序用于控制所述常規(guī)數(shù)控機床的工作。該教學設備具有成本低、升級方便的特點，且學生只需在一臺機床上就可以學習多套數(shù)控系統(tǒng)。
文檔編號G05B19/414GK201845498SQ200920278830
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月11日
發(fā)明者徐放, 李建鋒, 楊雪松, 白立峰, 陳克明 申請人:深圳市和怡科技有限公司