一种智能化数控系统及方法技术方案

一种智能化数控系统，包括：上位机模块、下位机模块、数据同步模块；上位机模块，用于运行人机交互系统，向下位机模块发送加工指令，还用于接收下位机模块的实时加工数据，对实时加工数据进行智能化计算和分析，并显示给用户；下位机模块，用于运行机床加工系统，接收上位机模块发送的加工指令，并向上位机实时传送加工状态数据；数据同步模块，通过数控装备工业互联通讯协议将上位机模块和下位机之间模块的数据进行同步。本发明专利技术的的第一CPU用于人机交互操作,第二CPU用于控制机床工作，减轻了运行负荷；采用上下位机磁盘映射的方式，减少了存储设备的开销，减轻了文件交互的资源消耗。新加入AI芯片，提升了上位机算力能力。

【技术实现步骤摘要】
一种智能化数控系统及方法
本专利技术属于数控
，具体涉及一种智能化数控系统及方法。
技术介绍
从上世纪90年代开始，由于PC架构下计算机CPU及外围存储、显示、通讯技术的高速进步，制造成本的大幅降低，导致PC架构数控系统日趋成为主流的数控系统结构体系。目前市场上常见的数控系统结构体系，包括两种，一种是集控制操作于一体的单IPC(工业控制计算机)数控系统，这种单机版数控系统结构相对简单，但是在执行复杂大程序插补兼人工操作时，CPU负荷较高，存在一定的风险。另外，随着开放式数控系统的大力发展，这种单机版数控系统提供不了开放式的平台，不利于用户第三方软件的集成与应用。另一种是采用上下位机形式的双IPC数控系统，下位机IPC仅作为NC(数字控制)控制，上位机IPC作为HMI(人机交互)操作。这种方式减轻了CPU的负荷，使得双CPU各司其职，可以方便的在上位机集成第三方用户的应用。但是，对于双IPC，在安装时，会存在安装空间较大的问题，另外，随着机床智能化功能的越来越普及，大数据的采集、计算、分析能力的要求不断提高，单纯的上位机算力无法达到要求，存在一定的短板。
技术实现思路
鉴于上述的影响问题，提出了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的。本专利技术提出的技术方案如下：一种智能化数控系统，包括：上位机模块、下位机模块、数据同步模块，其中：上位机模块，用于运行人机交互系统，向下位机模块发送加工指令，还用于接收下位机的文件数据和加工状态及控制数据，对实时加工数据进行智能化计算和分析，并显示给用户；下位机模块，用于运行机床加工系统，接收上位机模块发送的加工指令，并向上位机实时传送文件数据和加工状态及控制数据；数据同步模块，通过数控装备工业互联通讯协议将上位机模块和下位机模块之间的数据进行同步，上位机模块和下位机模块之间的同步数据包括文件数据和加工状态及控制数据。进一步地，上位机模块包括：第一CPU和AI芯片，第一CPU用于用于向下位机发送加工指令数据，并监控下位机的实时文件数据和加工状态及控制数据；AI芯片用于对实时文件数据和加工状态及控制数据的大数据采集、智能化计算和分析。进一步地，下位机模块包括：第二CPU，第二CPU用于单独处理机床加工过程中的插补控制、指令解释的数字控制功能。进一步地，第一CPU和第二CPU运行linux操作系统。进一步地，数据同步模块采用上下位机磁盘映射的方式进行文件数据同步，采用数据镜像的方式的进行上下位机加工状态及控制数据的同步。进一步地，上位机模块和下位机之间模块的数据进行同步，所述加工状态及控制数据包括：开机时的静态数据、周期性静态数据、周期性动态数据、文件数据。进一步地，开机时的静态数据表示下位机模块中加工系统中恒定不变数据，至少包括：机床参数的属性值、机床型号。进一步地，周期性静态数据表示上位机模块需要实时更新的，用以监控下位机加工的实时状态的数据，至少包括：下位机模块中的加工系统的模式、报警、加工状态。进一步地，文件数据表示上位机模块中的的程序管理、批量调试功能需要与下位机进行文件交互的文件数据，至少包括：G代码文件、加工日志。本专利技术还公开了一种智能化数控方法，其特征在于，包括：上位机模块向下位机模块发送加工指令；下位机模块接收上位机模块发送的加工指令，运行机床加工系统，并通过数据同步模块向上位机实时传送加工状态数据；数据同步模块，将加工状态数据中的开机时的静态数据、周期性静态数据、周期性动态数据、文件数据，同步发送给上位机；上位机接收数据同步模块同步处理后的加工状态数据，通过AI芯片对实时加工数据进行智能化计算和分析，并显示给用户。本专利技术与现有技术相比至少具有以下有益效果：本专利技术的上位机模块和下位机模块分别采用第一CPU和第二CPU，第一CPU用于人机交互操作，第二CPU用于控制机床工作。两个CPU各司其职，减轻了运行负荷，并且，将第一CPU和第二CPU集成在一个工业控制计算机系统中，能节省安装空间。本专利技术上位机模块和下位机模块同步采用上下位机磁盘映射的方式，减少了存储设备的开销，减轻了上位机模块和下位机模块之间文件交互的资源消耗。本专利技术上位机模块新加入AI芯片，对大数据的采集、计算、分析能力的要求不断提高，提升了上位机算力能力。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术实施例1中，一种智能化数控系统结构图；图2是本专利技术实施例1中，基于数字镜像的上下位机数据交互示意图；图3是本专利技术实施例1中，基于上下位机系统的磁盘文件共享示意图；图4是本专利技术实施例2中，一种智能化数控方法流程图。具体实施方式实施例1本实施例公开了一种智能化数控系统，如图1，包括：上位机模块1、下位机模块2、数据同步模块3，其中：上位机模块1，用于运行人机交互系统，向下位机模块2发送加工指令，还用于接收下位机模块2发送的文件数据和加工状态及控制数据，对实时文件数据和加工状态及控制数据进行智能化计算和分析，并显示给用户。具体的，上位机模块1包括：第一CPU和AI芯片，第一CPU用于用于向下位机模块2发送加工指令数据，并监控下位机模块2的实时加工数据；AI芯片用于对文件数据和加工状态及控制数据的大数据采集、智能化计算和分析。所述人机交互操作的第一CPU，运行Linux实时操作系统。作为接收状态数据及发送指令数据的上位机模块1，Linux操作系统相比于Windows系统，具有强实时性、稳定等优点，且不易受外部存储设备的病毒等影响。下位机模块2，用于运行机床加工系统，接收上位机模块1发送的加工指令，并向上位机模块1实时传送加工状态数据。具体的，下位机模块2包括：第二CPU，第二CPU用于单独处理机床加工过程中的插补控制、指令解释的数字控制功能。所述执行加工控制的第二CPU，运行Linux实时操作系统，能高效稳定地执行加工插补任务，插补周期可精确控制到1ms级别。在一些优选实施例中，将第一CPU和第二CPU集成在一个工业控制计算机系统中，不仅使得双CPU各司其职，可以方便的在上位机集成第三方用户的应用。而且，在安装时，能节省安装空间。数据同步模块3，如图2，通过数控装备工业互联通讯协议将上位机模块1和下位机模块2之间的数据进行同步，上位机模块1和下位机模块2之间的同步数据包括文件数据和加工状态及控制数据。在一些优选实施例中，数据同步模块3，包括对数控系统开机时的静态数据同步，即下位机加工系统中恒定不变数据的同步，如机床参数的属性值、机床型号等数据。在一些优选实施例中，数据同步模块3，还包括对周期性静态数据同步，即下位机加工系统的模式、报警、加工状态等数据。这些数据在上位机系统中是需要实时更新的，用以监控下位机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能化数控系统，其特征在于，包括：上位机模块、下位机模块、数据同步模块，其中：/n上位机模块，用于运行人机交互系统，向下位机模块发送加工指令，还用于接收下位机的文件数据和加工状态及控制数据，对实时加工数据进行智能化计算和分析，并显示给用户；/n下位机模块，用于运行机床加工系统，接收上位机模块发送的加工指令，并向上位机实时传送文件数据和加工状态及控制数据；/n数据同步模块，通过数控装备工业互联通讯协议将上位机模块和下位机模块之间的数据进行同步，上位机模块和下位机模块之间的同步数据包括文件数据和加工状态及控制数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能化数控系统，其特征在于，包括：上位机模块、下位机模块、数据同步模块，其中：
上位机模块，用于运行人机交互系统，向下位机模块发送加工指令，还用于接收下位机的文件数据和加工状态及控制数据，对实时加工数据进行智能化计算和分析，并显示给用户；
下位机模块，用于运行机床加工系统，接收上位机模块发送的加工指令，并向上位机实时传送文件数据和加工状态及控制数据；
数据同步模块，通过数控装备工业互联通讯协议将上位机模块和下位机模块之间的数据进行同步，上位机模块和下位机模块之间的同步数据包括文件数据和加工状态及控制数据。


2.如权利要求1所述的一种智能化数控系统，其特征在于，上位机模块包括：第一CPU和AI芯片，第一CPU用于用于向下位机发送加工指令数据，并监控下位机的文件数据和加工状态及控制数据；AI芯片用于对实时文件数据和加工状态及控制数据的大数据采集、智能化计算和分析。


3.如权利要求1所述的一种智能化数控系统，其特征在于，下位机模块包括：第二CPU，第二CPU用于单独处理机床加工过程中的插补控制、指令解释的数字控制功能。


4.如权利要求2或3所述的一种智能化数控系统，其特征在于，第一CPU和第二CPU运行linux操作系统。


5.如权利要求1所述的一种智能化数控系统，其特征在于，数据同步模块采用上下位机磁盘映射的方式进行文件数据同步，采用数据镜像的方式的...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦昌述，乔利军，范大岗，吴硕，朱思斯，
申请(专利权)人：武汉华中数控股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42