一种可重构式的数控系统技术方案

本发明专利技术涉及一种可重构式的数控系统，包括人机交互界面、任务控制模块、运动控制模块和PLC模块；在人机交互界面中设置显示屏插件管理器，加载界面插件目录下的全部显示屏插件，根据显示屏插件标准接口函数的返回值将显示屏插件追加到界面显示屏中；在任务控制模块中设置工艺插件管理器，在执行中动态加载工艺插件目录下的全部工艺插件，并根据工艺插件标准接口函数的返回值执行工艺插件功能；在运动控制模块中设置算法插件管理器，在执行中动态加载算法插件目录下的全部算法插件，并根据算法插件标准接口函数的返回值执行算法插件功能。本发明专利技术具有可重构性和可扩展性，在新功能开发同时保证产品原有功能的稳定性和可靠性，节省测试时间成本。

【技术实现步骤摘要】
一种可重构式的数控系统
本专利技术涉及数控领域，具体地说是一种可重构式的数控系统。
技术介绍
随着电子信息技术的不断发展，用户对专用型数控系统的需求越来越强烈,产品多样化与个性化工艺需求已成为新型制造系统的主要特点,目前较低的二次开发平台开放程度使得国产专用数控系统的工艺集成能力和个性化功能的实现受到约束。同时不断缩短的交货日期促使数控系统应具有较快的市场响应能力；当前数控系统存在功能不可扩展，定制周期长的缺陷。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种可重构式的数控系统，解决了数控系统功能不可扩展，定制周期长的问题。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种可重构式的数控系统，包括，人机交互界面，连接任务控制模块，用于接收任务控制模块发送的状态信息，进行显示，并将操作指令发送至任务控制模块；任务控制模块，连接运动控制模块和PLC模块，将接收到的操作指令分解后发送给运动控制模块和PLC模块，并采集运动控制模块的机床状态信息发送至人机交互界面，以及采集PLC模块的IO状态信息，发送至人机交互界面；运动控制模块，连接外部伺服设备，输出位置和速度信息，控制外部伺服设备；PLC模块，连接IO设备，输出控制信号给IO设备，对其进行控制；在人机交互界面中设置显示屏插件管理器，用于加载界面插件目录下的全部显示屏插件，根据显示屏插件标准接口函数的返回值将显示屏插件追加到界面显示屏中；在任务控制模块中设置工艺插件管理器，用于在执行中动态加载工艺插件目录下的全部工艺插件，并根据工艺插件标准接口函数的返回值执行工艺插件功能；在运动控制模块中设置算法插件管理器，用于在执行中动态加载算法插件目录下的全部算法插件，并根据算法插件标准接口函数的返回值执行算法插件功能。所述显示屏插件标准接口函数包括三个标准函数，其中第一标准函数，返回一个字符串，表示插件名，显示在界面显示屏的功能列表中；第二标准函数，返回一个图标，表示插件图标，显示在界面显示屏的功能列表中；第三标准函数，返回一个功能屏接口，用于通过点击插件进入功能屏。所述工艺插件标准接口函数或算法插件标准接口函数包括四个标准函数，其中第四标准函数，返回一个整型变量，表示功能号，用于执行中判断是否执行该功能；第五标准函数，返回一个整型变量，表示功能类型，用于描述该功能的执行顺序；第六标准函数，返回一个函数地址，通过调用该函数进行规则验证；第七标准函数，返回一个函数地址，通过调用该函数实现插件功能。所述显示屏插件的生成方法包括：在插件中实现对应的插件标准接口函数和插件功能，在与数控系统相同的开发环境下，基于rcs库、抽象数据结构的头文件和共享接口库编译生成动态链接库形式的插件包。所述工艺插件和算法插件的生成方法包括：在插件中实现对应的插件标准接口函数和插件功能，在与数控系统相同的开发环境下，基于rcs库和抽象数据结构的头文件，编译生成动态链接库形式的插件包。所述人机交互界面与任务控制模块之间的通讯机制为：RCS库中NML通信信道机制。所述共享接口库由抽象数据访问接口、NML访问接口以动态链接方式生成；所述抽象数据访问接口由人机交互界面与任务控制模块之间状态数据进行抽象和封装形成；所述NML访问接口由人机交互界面与任务控制模块之间的NML信道建立接口、数据操作接口和命令操作接口进行封装形成；所述人机交互界面与任务控制模块之间采用通用命令消息类作为命令接口。所述状态数据包括机床状态、IO状态、系统参数、系统变量和报警信息。所述NML信道包括命令通道、状态通道、参数通道、变量通道和报警通道。所述通用命令消息类封装一个命令编号以及一个具有统一封装和解析规则的命令报文，所述命令编号用于对具体命令进行标识；所述命令报文为1024字节的字符数组，用于存储收发的数据字段，人机交互界面通过命令报文协议编写命令报文的成员类型和成员顺序，任务控制模块通过命令报文协议解析命令报文的成员类型和成员顺序。本专利技术具有以下有益效果及优点：1.数控系统支持“工艺扩展包”和“算法扩展包”动态嵌入，快速满足专用定制机型工艺需求，具有较强的可扩展性；2.数控系统支持对扩展功能进行重载、修改、添加或删减，快速构建不同档次和类型的数控系统，具有较强的可重构性；3.解决数控软件开发过程中牵一发而动全身的软件开发弊端，在新功能开发同时保证产品原有功能的稳定性和可靠性，同时节省测试时间成本。附图说明图1是本专利技术的系统结构图；图2是API共享接口库示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步的详细说明。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但本专利技术能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。如图1所示为本专利技术的系统结构图。数控系统划分为数控系统基础主体框架、系统扩展功能插件库以及API共享接口库三部分。数控系统基础主框架实现了数控系统基本功能、模块间通讯功能以及插件管理功能；数控系统基础主体框架包含四个功能模块，具体为：人机交互界面(HMI)、任务控制模块、运动控制模块和PLC模块。“人机交互界面(HMI)”实现数控系统各状态的显示功能和读取用户的操作指令并将命令发送至控制层；因为人机交互界面不处理任何实际的加工，可以将人机交互界面作为数控系统的外部应用程序看待；“任务控制模块”是整个系统的枢纽，它从“人机交互界面”模块读取操作信息，然后将其分解为对运动控制器和PLC控制器的操作，最后监控运动控制器和PLC完成实际的操作。零件加工程序解释器模块是任务调度模块中的一个重要功能模块，程序运行中，任务控制模块周期地调用解释器模块将加工程序描述的加工过程转换为实际的机床操作。“运动控制模块”主要完成刀具与工件间的相对运动及控制，包括运动插补算法、加减速控制、运动轨迹规划、PID控制等；“可编程逻辑控制器(PLC)”处理用户梯形图编辑和编译，并以信号量状态为条件按照逻辑文件执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，控制各种电气开关。根据各模块间通信的不同特点和要求，采用以下通讯机制：1)针对“任务控制模块”与“人机操作界面”通讯不需要很高的通信速率、进程模块可能运行在不同内核以及使用远程通讯方式的应用特点，“任务控制模块”与上层“人机交互界面”模块间的所有通讯信息均采用RCS库中NML通信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可重构式的数控系统，包括，/n人机交互界面，连接任务控制模块，用于接收任务控制模块发送的状态信息，进行显示，并将操作指令发送至任务控制模块；/n任务控制模块，连接运动控制模块和PLC模块，将接收到的操作指令分解后发送给运动控制模块和PLC模块，并采集运动控制模块的机床状态信息发送至人机交互界面，以及采集PLC模块的IO状态信息，发送至人机交互界面；/n运动控制模块，连接外部伺服设备，输出位置和速度信息，控制外部伺服设备；/nPLC模块，连接IO设备，输出控制信号给IO设备，对其进行控制；/n其特征在于：在人机交互界面中设置显示屏插件管理器，用于加载界面插件目录下的全部显示屏插件，根据显示屏插件标准接口函数的返回值将显示屏插件追加到界面显示屏中；在任务控制模块中设置工艺插件管理器，用于在执行中动态加载工艺插件目录下的全部工艺插件，并根据工艺插件标准接口函数的返回值执行工艺插件功能；在运动控制模块中设置算法插件管理器，用于在执行中动态加载算法插件目录下的全部算法插件，并根据算法插件标准接口函数的返回值执行算法插件功能。/n

【技术特征摘要】
1.一种可重构式的数控系统，包括，
人机交互界面，连接任务控制模块，用于接收任务控制模块发送的状态信息，进行显示，并将操作指令发送至任务控制模块；
任务控制模块，连接运动控制模块和PLC模块，将接收到的操作指令分解后发送给运动控制模块和PLC模块，并采集运动控制模块的机床状态信息发送至人机交互界面，以及采集PLC模块的IO状态信息，发送至人机交互界面；
运动控制模块，连接外部伺服设备，输出位置和速度信息，控制外部伺服设备；
PLC模块，连接IO设备，输出控制信号给IO设备，对其进行控制；
其特征在于：在人机交互界面中设置显示屏插件管理器，用于加载界面插件目录下的全部显示屏插件，根据显示屏插件标准接口函数的返回值将显示屏插件追加到界面显示屏中；在任务控制模块中设置工艺插件管理器，用于在执行中动态加载工艺插件目录下的全部工艺插件，并根据工艺插件标准接口函数的返回值执行工艺插件功能；在运动控制模块中设置算法插件管理器，用于在执行中动态加载算法插件目录下的全部算法插件，并根据算法插件标准接口函数的返回值执行算法插件功能。


2.根据权利要求1所述的可重构式的数控系统，其特征在于：所述显示屏插件标准接口函数包括三个标准函数，其中
第一标准函数，返回一个字符串，表示插件名，显示在界面显示屏的功能列表中；
第二标准函数，返回一个图标，表示插件图标，显示在界面显示屏的功能列表中；
第三标准函数，返回一个功能屏接口，用于通过点击插件进入功能屏。


3.根据权利要求1所述的可重构式的数控系统，其特征在于，所述工艺插件标准接口函数或算法插件标准接口函数包括四个标准函数，其中
第四标准函数，返回一个整型变量，表示功能号，用于执行中判断是否执行该功能；
第五标准函数，返回一个整型变量，表示功能类型，用于描述该功能的执行顺序；
第六标准函数，返回一个函数地址，通过调用该函数进行规则验证；
第七标准函数，返回一个函数地址，通过调用该函数实现插件功能。

【专利技术属性】
技术研发人员：马岩尉，武南，黄艳，刘春亮，李博，刘冰，
申请(专利权)人：沈阳高精数控智能技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21