基于多種協議的數控機床加工的遠程控制方法及裝置與流程

本發明涉及數控機床自動化和網絡傳輸控制技術領域，特別涉及一種基于多種協議的數控機床加工的遠程控制方法及裝置。

背景技術：

隨著數控機床傳輸和網絡控制技術的不斷發展，特別是越來越多的數控機床都擁有了網絡數字化接口。傳統的數控機床采用RS232接口來進行通訊和傳輸的方式不再為用戶所接受。目前市場上主流的FANUC、SIEMENS、Heidenhain、MAZAK等數控系統廠家紛紛推出了帶以太網卡，采用TCP/IP通訊協議的高端數控機床，這些數控機床都可以采用網卡方式來傳輸數控加工程序和機床參數。

隨著制造企業對信息化建設的重視程度不斷加強，很多企業不僅購買了高端的數控設備，也實施了DNC數控機床聯網系統。DNC系統在幫助企業提高數控設備利用率，減少設備空閑時間，提高程序管理的安全性和程序傳輸的可靠性方面，都發揮了很大的作用。

但同時，傳統的數控機床網卡傳輸方式，只能是機床操作工人從機床操作面板上遠程查詢DNC服務器上的程序清單，并遠程下載數控加工程序。這種傳輸模式的弊端在于，數控機床內部的加工程序的管理不受控制，車間管理人員無法遠程控制和管理機床內部的加工程序。

因此，企業生產管理者對DNC系統又有了新的需求，數控程序的管理和控制不僅僅局限于DNC客戶端數控編程人員的電腦上，還需要解決以下問題：如何將數控程序的管理和控制延伸到數控機床上、如何保證車間管理人員能夠及時查詢管理數控機床內部的程序、如何保證數控編程人員能夠將編制完成的程序及時準確的推送到數控機床內部等等問題。上述問題均對DNC系統都提出了更高的要求。

技術實現要素：

本發明的目的旨在至少解決所述技術缺陷之一。

為此，本發明的目的在于提出一種基于多種協議的數控機床加工的遠程控制方法及裝置，可以降低程序調試時間，減少人為調用程序出錯的風險、提供數控程序的管理水平、有效提高機床的利用率。

為了實現上述目的，本發明的實施例提供一種基于多種協議的數控機床加工的遠程控制方法，包括如下步驟：

步驟S1，建立DNC客戶端與多個數控機床的遠程通信，所述DNC客戶端進一步與DNC服務器進行通信，其中，所述DNC服務器存儲有每個所述數控機床的相應數據、來自所述DNC客戶端的數據；

步驟S2，在DNC客戶端為用戶配置對應的角色和功能權限；

步驟S3，所述DNC客戶端接收用戶的數控機床遠程控制指令，判斷所述遠程控制指令對應的動作是否在該用戶的功能權限內，如果是則執行所述數控機床遠程控制指令，對相應的數控機床內的數控程序進行處理，包括：遠程查詢所述數控機床內的數控程序清單、遠程刪除或下載所述數控機床內的數控程序。

進一步，所述數控機床遠程控制指令還包括：數控程序遠程推送功能；

所述DNC客戶端將具有相應權限用戶錄入的數控程序遠程推送至數控機床內，以對所述數控機床內的數控程序的版本進行管控。

進一步，所述數控機床內的數控程序與所述DNC服務器的數控程序保持一致，當所述DNC服務器中的數控程序發生變更時，所述DNC客戶端向所述數控機床遠程推送變更提示。

進一步，所述數控機床遠程控制指令包括：數控機床名稱或編號、控制指令內容；

所述DNC客戶端根據所述數控機床名稱或編號從機床目錄中查找到相應的數控機床后，向該數控機床執行與所述控制指令內容對應的管控動作。

進一步，所述DNC客戶端安裝于個人計算機PC或移動終端內。

本發明實施例還提出一種基于多種協議的數控機床加工的遠程控制裝置，包括：DNC客戶端、DNC服務器和多個數控機床，其中，所述DNC客戶端與多個數控機床遠程通信，所述DNC客戶端進一步與DNC服務器進行通信，所述DNC服務器用于存儲有每個所述數控機床的相應數據、來自所述DNC客戶端的數據；所述DNC客戶端用于為用戶配置對應的角色和功能權限，以及接收用戶的數控機床遠程控制指令，判斷所述遠程控制指令對應的動作是否在該用戶的功能權限內，如果是則執行所述數控機床遠程控制指令，對相應的數控機床內的數控程序進行處理，包括：遠程查詢所述數控機床內的數控程序清單、遠程刪除或下載所述數控機床內的數控程序。

進一步，所述數控機床遠程控制指令還包括：數控程序遠程推送功能；

所述DNC客戶端將具有相應權限用戶錄入的數控程序遠程推送至數控機床內，以對所述數控機床內的數控程序的版本進行管控。

進一步，所述數控機床內的數控程序與所述DNC服務器的數控程序保持一致，

所述DNC客戶端還用于在所述DNC服務器中的數控程序發生變更時，向所述數控機床遠程推送變更提示。

進一步，所述數控機床遠程控制指令包括：數控機床名稱或編號、控制指令內容

所述DNC客戶端用于根據所述數控機床名稱或編號從機床目錄中查找到相應的數控機床后，向該數控機床執行與所述控制指令內容對應的管控動作。

進一步，所述DNC客戶端安裝于個人計算機PC或移動終端內。

根據本發明實施例的基于多種協議的數控機床加工的遠程控制方法及裝置，實現對數控機床的智能程序推送，具有以下有益效果:

1)降低程序的調試時間

數控編程人員通過遠程下載機床內程序和遠程推送程序到機床內，改變了數控程序的傳輸方式，由程序“拉動(pull)”到程序“推送(push)”。數控編程人員在機床試切新程序時，可以反復進行遠程推送和遠程下載，直到程序調試成功，這樣可以節約數控編程人員往返車間現場數控機床和辦公室的時間。

2)減少程序的調用錯誤

數控編程人員遠程推送程序到機床內，可以保證機床內程序與DNC服務器內程序的一致性，對操作工人修改機床內程序進行嚴格控制，這樣可以減少并消除程序調用的錯誤，將由程序調用錯誤導致零件加工報廢的風險降到最低。

3)提高數控程序的管理水平

將數控程序的管理從編程人員的客戶端電腦延伸到數控機床內，實現數控機床內程序的透明化管理，提高了數控程序的管理水平。例如可以保證機床內只保留幾個計劃待加工零件所用的程序，其余程序可以遠程下載后再遠程刪除掉。

4)提高機床利用率

通過降低程序調試時間，減少人為調用程序出錯的風險可有效提高機床的利用率。

本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

本發明完全兼容多種傳輸協議(FOCUS,FTP，ssh，nfs等)，克服了多個平臺的兼容性和多種協議互操作的復雜性，實現了對多種平臺(西門子，發那科，海德漢等)的良好支持。具有如下的主要技術要點：

1、通過focus協議和FANUC提供的接口進行自主編程，突破了協議細化分析、傳輸的穩定性保證、實時性保證等難點，對發那科機床的遠程程序管理、信息采集、遠程診斷和控制。

2、使用開源ssh協議，突破了跨平臺、跨語言難點，并且提高了安全性。

3、使用ftp協議，優化了ftp服務功能，支持多種模式，具有操作簡便高效的特點。

4、使用nfs方式，實現了跨平臺、跨語言。

附圖說明

本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為根據本發明實施例的基于多種協議的數控機床加工的遠程控制方法的流程圖；

圖2為根據本發明實施例的用戶角色及權限分配的示意圖；

圖3為根據本發明實施例的遠程查詢的示意圖；

圖4為根據本發明實施例的遠程下載的示意圖；

圖5為根據本發明實施例的遠程刪除的示意圖；

圖6為根據本發明實施例的遠程推送的示意圖；

圖7為根據本發明實施例的基于多種協議的數控機床加工的遠程控制裝置的結構圖；

圖8為根據本發明實施例的系統流程設計的示意圖；

圖9為根據本發明實施例的數據庫設計模型的示意圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。

本發明提出一種基于多種協議的數控機床加工的遠程控制方法及裝置，提出了針對數控機床的數控程序的智能推送軟件功能PUSH-DNC，即實現由DNC客戶端向數控機床推送(PUSH)程序和指令的功能。

如圖1所示，本發明實施例的基于多種協議的數控機床加工的遠程控制方法，包括如下步驟：

步驟S1，建立DNC客戶端與多個數控機床的遠程通信，DNC客戶端進一步與DNC服務器進行通信。其中，DNC服務器存儲有每個數控機床的相應數據、來自DNC客戶端的數據。例如，每個數控機床的相應數據可以包括：每個數控機床的名稱或編號、內部的數控程序及版本號等。來自DNC客戶端的數據可以包括：由用戶通過DNC客戶端輸入的控制指令和配置數據等。

步驟S2，在DNC客戶端為用戶配置對應的角色和功能權限。

具體地，根據企業的需求，設置相應的角色和權限，不同的用戶具有不同的角色和權限。參考圖2，例如：“推送程序到機床”和“刪除機床內程序”的權限，只能賦予負責程序管理的專職數控編程人員或者技術主管。

步驟S3，DNC客戶端接收用戶的數控機床遠程控制指令，判斷遠程控制指令對應的動作是否在該用戶的功能權限內，如果是則執行數控機床遠程控制指令，對相應的數控機床內的數控程序進行處理。

在本發明的一個實施例中，數控機床遠程控制指令包括：數控機床名稱或編號、控制指令內容。DNC客戶端根據數控機床名稱或編號從機床目錄中查找到相應的數控機床后，向該數控機床執行與控制指令內容對應的管控動作。

DNC客戶端對相應的數控機床內的數控程序進行處理，至少包括以下動作：以PUSH-DNC為主要功能遠程查詢數控機床內的數控程序清單、遠程刪除或下載數控機床內的數控程序。

本發明針對不同數控系統的網卡機床，支持FANUC系統、SIEMENS840D系統、HEIDENHAIN系統、MAZAK系統，通過FANUC系統的FOCAS協議，SIEMENS840D系統的SSH協議，HEIDENHAIN系統的NFS傳輸協議，MAZAK系統的TCP/IP協議，可實現下列功能：

1、遠程查詢機床內的程序清單

數控編程人員可以通過DNC客戶端直接遠程查詢機床內的通訊清單，本發明支持采用模糊查詢的方式查找機床內程序。

數控編程人員可以通過DNC客戶端登錄NCBASE系統后，點擊快捷圖標“收發管理”，展開機床樹形目錄，點擊“機床目錄”出現圖3所示界面。選中需要查詢的數控機床，對該數控機床的內的通訊清單實現遠程查詢。

2、遠程下載機床內的程序

具有遠程下載權限的數控編程人員可以通過DNC客戶端直接遠程下載機床內的數控程序。如圖4所示，數控編程人員通過DNC客戶端登錄NCBASE系統后，點擊快捷圖標“收發管理”，展開機床樹形目錄，點擊“機床目錄”，獲取到機床內程序清單后，選擇右鍵菜單“下載到收件箱”，即可將機床內程序遠程下載到DNC服務器的收件箱內。

3、遠程刪除機床內的程序

具有遠程刪除權限的數控編程人員可以通過DNC客戶端直接遠程刪除機床內的數控程序。如圖5所示，數控編程人員通過DNC客戶端登錄NCBASE系統后，點擊快捷圖標“收發管理”，展開機床樹形目錄，點擊“機床目錄”，獲取到機床內程序清單后，選擇一個機床內的程序，右鍵菜單，選擇“從機床刪除程序”，即可遠程將機床內該程序刪除。

在本發明的一個實施例中，數控機床遠程控制指令還包括：數控程序遠程推送功能。

4、遠程推送數控機床程序

具體地，具有遠程推送權限的數控編程人員可以通過DNC客戶端直接遠程推送程序到機床內。DNC客戶端將具有相應權限用戶錄入的數控程序遠程推送至數控機床內，以對數控機床內的數控程序的版本進行遠程管控。

如圖6所示，數控編程人員通過DNC客戶端登錄NCBASE系統后，點擊快捷圖標“收發管理”，展開機床樹形目錄，選擇下發機床的“發件箱”，在發件箱內選擇需要遠程推送的程序，右鍵菜單選擇“推送到機床”，即可遠程將DNC服務器上發件箱遠程推送到機床內。推送完成后，可以選擇該機床的“機床目錄”，查看推送到機床的程序是否成功完成推送。

需要說明的是，數控機床內的數控程序與DNC服務器的數控程序保持一致。當DNC服務器中的數控程序發生變更時，DNC客戶端向數控機床遠程推送變更提示。具體地，DNC服務器程序變更后，系統遠程在數控機床的面板上發出提示，以提示操作人員選擇下載或者自動修改數控程序，避免數控加工過程中因為程序版本不一致導致廢品。

在本發明的一個實施例中，DNC客戶端可以安裝于個人計算機PC或移動終端內。例如，通過在平板電腦上OEM管理軟件，可通過移動終端對數控機床內加工程序進行遠程控制。

如圖7所示，本發明實施例還提出一種基于多種協議的數控機床加工的遠程控制裝置，包括：DNC客戶端1、DNC服務器2和多個數控機床3。其中，DNC客戶端1可與多個數控機床3的遠程通信，且進一步與DNC服務器2進行通信。

具體地，DNC服務器2用于存儲每個數控機床3的相應數據、來自DNC客戶端1的數據。

例如，每個數控機床3的相應數據可以包括：每個數控機床3的名稱或編號、內部的數控程序及版本號等。來自DNC客戶端1的數據可以包括：由用戶通過DNC客戶端1輸入的控制指令和配置數據等。

DNC客戶端1用于為用戶配置對應的角色和功能權限。具體地，根據企業的需求，設置相應的角色和權限，不同的用戶具有不同的角色和權限。參考圖2，例如：“推送程序到機床”和“刪除機床內程序”的權限，只能賦予負責程序管理的專職數控編程人員或者技術主管。

DNC客戶端1還用于接收用戶的數控機床遠程控制指令，判斷遠程控制指令對應的動作是否在該用戶的功能權限內，如果是則執行數控機床遠程控制指令，對相應的數控機床3內的數控程序進行處理。

在本發明的一個實施例中，數控機床遠程控制指令包括：數控機床3的名稱或編號、控制指令內容。DNC客戶端1根據數控機床3的名稱或編號從機床目錄中查找到相應的數控機床3后，向該數控機床3執行與控制指令內容對應的管控動作。

DNC客戶端1對相應的數控機床3內的數控程序進行處理，至少包括以下動作：以PUSH-DNC為主要功能遠程查詢數控機床3內的數控程序清單、遠程刪除或下載數控機床3內的數控程序。

1、遠程查詢機床內的程序清單

數控編程人員可以通過DNC客戶端1直接遠程查詢機床內的通訊清單，本發明支持采用模糊查詢的方式查找機床內程序。

數控編程人員可以通過DNC客戶端1登錄NCBASE系統后，點擊快捷圖標“收發管理”，展開機床樹形目錄，點擊“機床目錄”出現圖3所示界面。選中需要查詢的數控機床3，對該數控機床3的內的通訊清單實現遠程查詢。

2、遠程下載機床內的程序

具有遠程下載權限的數控編程人員可以通過DNC客戶端1直接遠程下載機床內的數控程序。如圖4所示，數控編程人員通過DNC客戶端1登錄NCBASE系統后，點擊快捷圖標“收發管理”，展開機床樹形目錄，點擊“機床目錄”，獲取到機床內程序清單后，選擇右鍵菜單“下載到收件箱”，即可將機床內程序遠程下載到DNC服務器2的收件箱內。

3、遠程刪除機床內的程序

具有遠程刪除權限的數控編程人員可以通過DNC客戶端1直接遠程刪除機床內的數控程序。如圖5所示，數控編程人員通過DNC客戶端1登錄NCBASE系統后，點擊快捷圖標“收發管理”，展開機床樹形目錄，點擊“機床目錄”，獲取到機床內程序清單后，選擇一個機床內的程序，右鍵菜單，選擇“從機床刪除程序”，即可遠程將機床內該程序刪除。

在本發明的一個實施例中，數控機床遠程控制指令還包括：數控程序遠程推送功能。

4、遠程推送數控機床3程序

具體地，具有遠程推送權限的數控編程人員可以通過DNC客戶端1直接遠程推送程序到機床內。DNC客戶端1將具有相應權限用戶錄入的數控程序遠程推送至數控機床3內，以對數控機床3內的數控程序的版本進行遠程管控。參考圖6，數控編程人員通過DNC客戶端1登錄NCBASE系統后，點擊快捷圖標“收發管理”，展開機床樹形目錄，選擇下發機床的“發件箱”，在發件箱內選擇需要遠程推送的程序，右鍵菜單選擇“推送到機床”，即可遠程將DNC服務器2上發件箱遠程推送到機床內。推送完成后，可以選擇該機床的“機床目錄”，查看推送到機床的程序是否成功完成推送。

需要說明的是，數控機床3內的數控程序與DNC服務器2的數控程序保持一致。當DNC服務器2中的數控程序發生變更時，DNC客戶端1向數控機床3遠程推送變更提示。具體地，DNC服務器2程序變更后，系統遠程在數控機床3的面板上發出提示，以提示操作人員選擇下載或者自動修改數控程序，避免數控加工過程中因為程序版本不一致導致廢品。

在本發明的一個實施例中，DNC客戶端1可以安裝于個人計算機PC或移動終端內。例如，通過在平板電腦上OEM管理軟件，可通過移動終端對數控機床3內加工程序進行遠程控制。

圖8為根據本發明實施例的系統流程設計的示意圖。

如圖8所示，用戶通過DNC客戶端輸入數控機床的控制命令，并登錄NCBase系統進行編輯仿真，由編程主管對命令進行審核，如果審核通過，則將控制命令下發到數控機床進行試切加工，如果審核不通過，則返回到NCBase系統重新處理。

另外，技術主管對試切加工的結果進行審核，如果審核通過，則進一步發送到NCBase數據庫進行定型和歸檔，展開批量生產。如果審核不通過則返回至DNC客戶端，由用戶重新輸入數控機場的控制命令。

圖9為根據本發明實施例的數據庫設計模型的示意圖。如圖9所示，NCBase數據庫中至少存儲有以下內容：實時數據、制造單元表、制造單元設備關系表、制造單元的標記表、制造單元的狀態表、設備列表、按變化存儲的設備列表、按時間存儲的設備列表以及報警信息表。本發明實施例的基于多種協議的數控機床加工的遠程控制方法及裝置，針對FANUC網卡、SIEMENS 840D(后臺WINXP系統)網卡、HEIDENHAIN iTNC530網卡機床，可以實現：遠程推送DNC服務器上的NC程序到機床內、遠程查詢機床內的NC程序清單、遠程刪除和下載機床內的NC程序以及對機床內同名程序與DNC服務器上同名程序進行比較。

根據本發明實施例的基于多種協議的數控機床加工的遠程控制方法及裝置，實現對數控機床的智能程序推送，具有以下有益效果:

1)降低程序的調試時間

數控編程人員通過遠程下載機床內程序和遠程推送程序到機床內，改變了數控程序的傳輸方式，由程序“拉動(pull)”到程序“推送(push)”。數控編程人員在機床試切新程序時，可以反復進行遠程推送和遠程下載，直到程序調試成功，這樣可以節約數控編程人員往返車間現場數控機床和辦公室的時間。

2)減少程序的調用錯誤

數控編程人員遠程推送程序到機床內，可以保證機床內程序與DNC服務器內程序的一致性，對操作工人修改機床內程序進行嚴格控制，這樣可以減少并消除程序調用的錯誤，將由程序調用錯誤導致零件加工報廢的風險降到最低。

3)提高數控程序的管理水平

將數控程序的管理從編程人員的客戶端電腦延伸到數控機床內，實現數控機床內程序的透明化管理，提高了數控程序的管理水平。例如可以保證機床內只保留幾個計劃待加工零件所用的程序，其余程序可以遠程下載后再遠程刪除掉。

4)提高機床利用率

通過降低程序調試時間，減少人為調用程序出錯的風險可有效提高機床的利用率。

本發明完全兼容多種傳輸協議(FOCUS,FTP，ssh，nfs等)，克服了多個平臺的兼容性和多種協議互操作的復雜性，實現了對多種平臺(西門子，發那科，海德漢等)的良好支持。具有如下的主要技術要點：

1、通過focus協議和FANUC提供的接口進行自主編程，突破了協議細化分析、傳輸的穩定性保證、實時性保證等難點，對發那科機床的遠程程序管理、信息采集、遠程診斷和控制。

2、使用開源ssh協議，突破了跨平臺、跨語言難點，并且提高了安全性。

3、使用ftp協議，優化了ftp服務功能，支持多種模式，具有操作簡便高效的特點。

4、使用nfs方式，實現了跨平臺、跨語言。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。本發明的范圍由所附權利要求極其等同限定。