基于多种协议的数控机床加工的远程控制方法及装置与流程

本发明涉及数控机床自动化和网络传输控制技术领域，特别涉及一种基于多种协议的数控机床加工的远程控制方法及装置。

背景技术：

随着数控机床传输和网络控制技术的不断发展，特别是越来越多的数控机床都拥有了网络数字化接口。传统的数控机床采用RS232接口来进行通讯和传输的方式不再为用户所接受。目前市场上主流的FANUC、SIEMENS、Heidenhain、MAZAK等数控系统厂家纷纷推出了带以太网卡，采用TCP/IP通讯协议的高端数控机床，这些数控机床都可以采用网卡方式来传输数控加工程序和机床参数。

随着制造企业对信息化建设的重视程度不断加强，很多企业不仅购买了高端的数控设备，也实施了DNC数控机床联网系统。DNC系统在帮助企业提高数控设备利用率，减少设备空闲时间，提高程序管理的安全性和程序传输的可靠性方面，都发挥了很大的作用。

但同时，传统的数控机床网卡传输方式，只能是机床操作工人从机床操作面板上远程查询DNC服务器上的程序清单，并远程下载数控加工程序。这种传输模式的弊端在于，数控机床内部的加工程序的管理不受控制，车间管理人员无法远程控制和管理机床内部的加工程序。

因此，企业生产管理者对DNC系统又有了新的需求，数控程序的管理和控制不仅仅局限于DNC客户端数控编程人员的电脑上，还需要解决以下问题：如何将数控程序的管理和控制延伸到数控机床上、如何保证车间管理人员能够及时查询管理数控机床内部的程序、如何保证数控编程人员能够将编制完成的程序及时准确的推送到数控机床内部等等问题。上述问题均对DNC系统都提出了更高的要求。

技术实现要素：

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种基于多种协议的数控机床加工的远程控制方法及装置，可以降低程序调试时间，减少人为调用程序出错的风险、提供数控程序的管理水平、有效提高机床的利用率。

为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种基于多种协议的数控机床加工的远程控制方法，包括如下步骤：

步骤S1，建立DNC客户端与多个数控机床的远程通信，所述DNC客户端进一步与DNC服务器进行通信，其中，所述DNC服务器存储有每个所述数控机床的相应数据、来自所述DNC客户端的数据；

步骤S2，在DNC客户端为用户配置对应的角色和功能权限；

步骤S3，所述DNC客户端接收用户的数控机床远程控制指令，判断所述远程控制指令对应的动作是否在该用户的功能权限内，如果是则执行所述数控机床远程控制指令，对相应的数控机床内的数控程序进行处理，包括：远程查询所述数控机床内的数控程序清单、远程删除或下载所述数控机床内的数控程序。

进一步，所述数控机床远程控制指令还包括：数控程序远程推送功能；

所述DNC客户端将具有相应权限用户录入的数控程序远程推送至数控机床内，以对所述数控机床内的数控程序的版本进行管控。

进一步，所述数控机床内的数控程序与所述DNC服务器的数控程序保持一致，当所述DNC服务器中的数控程序发生变更时，所述DNC客户端向所述数控机床远程推送变更提示。

进一步，所述数控机床远程控制指令包括：数控机床名称或编号、控制指令内容；

所述DNC客户端根据所述数控机床名称或编号从机床目录中查找到相应的数控机床后，向该数控机床执行与所述控制指令内容对应的管控动作。

进一步，所述DNC客户端安装于个人计算机PC或移动终端内。

本发明实施例还提出一种基于多种协议的数控机床加工的远程控制装置，包括：DNC客户端、DNC服务器和多个数控机床，其中，所述DNC客户端与多个数控机床远程通信，所述DNC客户端进一步与DNC服务器进行通信，所述DNC服务器用于存储有每个所述数控机床的相应数据、来自所述DNC客户端的数据；所述DNC客户端用于为用户配置对应的角色和功能权限，以及接收用户的数控机床远程控制指令，判断所述远程控制指令对应的动作是否在该用户的功能权限内，如果是则执行所述数控机床远程控制指令，对相应的数控机床内的数控程序进行处理，包括：远程查询所述数控机床内的数控程序清单、远程删除或下载所述数控机床内的数控程序。

进一步，所述数控机床远程控制指令还包括：数控程序远程推送功能；

所述DNC客户端将具有相应权限用户录入的数控程序远程推送至数控机床内，以对所述数控机床内的数控程序的版本进行管控。

进一步，所述数控机床内的数控程序与所述DNC服务器的数控程序保持一致，

所述DNC客户端还用于在所述DNC服务器中的数控程序发生变更时，向所述数控机床远程推送变更提示。

进一步，所述数控机床远程控制指令包括：数控机床名称或编号、控制指令内容

所述DNC客户端用于根据所述数控机床名称或编号从机床目录中查找到相应的数控机床后，向该数控机床执行与所述控制指令内容对应的管控动作。

进一步，所述DNC客户端安装于个人计算机PC或移动终端内。

根据本发明实施例的基于多种协议的数控机床加工的远程控制方法及装置，实现对数控机床的智能程序推送，具有以下有益效果:

1)降低程序的调试时间

数控编程人员通过远程下载机床内程序和远程推送程序到机床内，改变了数控程序的传输方式，由程序“拉动(pull)”到程序“推送(push)”。数控编程人员在机床试切新程序时，可以反复进行远程推送和远程下载，直到程序调试成功，这样可以节约数控编程人员往返车间现场数控机床和办公室的时间。

2)减少程序的调用错误

数控编程人员远程推送程序到机床内，可以保证机床内程序与DNC服务器内程序的一致性，对操作工人修改机床内程序进行严格控制，这样可以减少并消除程序调用的错误，将由程序调用错误导致零件加工报废的风险降到最低。

3)提高数控程序的管理水平

将数控程序的管理从编程人员的客户端电脑延伸到数控机床内，实现数控机床内程序的透明化管理，提高了数控程序的管理水平。例如可以保证机床内只保留几个计划待加工零件所用的程序，其余程序可以远程下载后再远程删除掉。

4)提高机床利用率

通过降低程序调试时间，减少人为调用程序出错的风险可有效提高机床的利用率。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

本发明完全兼容多种传输协议(FOCUS,FTP，ssh，nfs等)，克服了多个平台的兼容性和多种协议互操作的复杂性，实现了对多种平台(西门子，发那科，海德汉等)的良好支持。具有如下的主要技术要点：

1、通过focus协议和FANUC提供的接口进行自主编程，突破了协议细化分析、传输的稳定性保证、实时性保证等难点，对发那科机床的远程程序管理、信息采集、远程诊断和控制。

2、使用开源ssh协议，突破了跨平台、跨语言难点，并且提高了安全性。

3、使用ftp协议，优化了ftp服务功能，支持多种模式，具有操作简便高效的特点。

4、使用nfs方式，实现了跨平台、跨语言。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的基于多种协议的数控机床加工的远程控制方法的流程图；

图2为根据本发明实施例的用户角色及权限分配的示意图；

图3为根据本发明实施例的远程查询的示意图；

图4为根据本发明实施例的远程下载的示意图；

图5为根据本发明实施例的远程删除的示意图；

图6为根据本发明实施例的远程推送的示意图；

图7为根据本发明实施例的基于多种协议的数控机床加工的远程控制装置的结构图；

图8为根据本发明实施例的系统流程设计的示意图；

图9为根据本发明实施例的数据库设计模型的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明提出一种基于多种协议的数控机床加工的远程控制方法及装置，提出了针对数控机床的数控程序的智能推送软件功能PUSH-DNC，即实现由DNC客户端向数控机床推送(PUSH)程序和指令的功能。

如图1所示，本发明实施例的基于多种协议的数控机床加工的远程控制方法，包括如下步骤：

步骤S1，建立DNC客户端与多个数控机床的远程通信，DNC客户端进一步与DNC服务器进行通信。其中，DNC服务器存储有每个数控机床的相应数据、来自DNC客户端的数据。例如，每个数控机床的相应数据可以包括：每个数控机床的名称或编号、内部的数控程序及版本号等。来自DNC客户端的数据可以包括：由用户通过DNC客户端输入的控制指令和配置数据等。

步骤S2，在DNC客户端为用户配置对应的角色和功能权限。

具体地，根据企业的需求，设置相应的角色和权限，不同的用户具有不同的角色和权限。参考图2，例如：“推送程序到机床”和“删除机床内程序”的权限，只能赋予负责程序管理的专职数控编程人员或者技术主管。

步骤S3，DNC客户端接收用户的数控机床远程控制指令，判断远程控制指令对应的动作是否在该用户的功能权限内，如果是则执行数控机床远程控制指令，对相应的数控机床内的数控程序进行处理。

在本发明的一个实施例中，数控机床远程控制指令包括：数控机床名称或编号、控制指令内容。DNC客户端根据数控机床名称或编号从机床目录中查找到相应的数控机床后，向该数控机床执行与控制指令内容对应的管控动作。

DNC客户端对相应的数控机床内的数控程序进行处理，至少包括以下动作：以PUSH-DNC为主要功能远程查询数控机床内的数控程序清单、远程删除或下载数控机床内的数控程序。

本发明针对不同数控系统的网卡机床，支持FANUC系统、SIEMENS840D系统、HEIDENHAIN系统、MAZAK系统，通过FANUC系统的FOCAS协议，SIEMENS840D系统的SSH协议，HEIDENHAIN系统的NFS传输协议，MAZAK系统的TCP/IP协议，可实现下列功能：

1、远程查询机床内的程序清单

数控编程人员可以通过DNC客户端直接远程查询机床内的通讯清单，本发明支持采用模糊查询的方式查找机床内程序。

数控编程人员可以通过DNC客户端登录NCBASE系统后，点击快捷图标“收发管理”，展开机床树形目录，点击“机床目录”出现图3所示界面。选中需要查询的数控机床，对该数控机床的内的通讯清单实现远程查询。

2、远程下载机床内的程序

具有远程下载权限的数控编程人员可以通过DNC客户端直接远程下载机床内的数控程序。如图4所示，数控编程人员通过DNC客户端登录NCBASE系统后，点击快捷图标“收发管理”，展开机床树形目录，点击“机床目录”，获取到机床内程序清单后，选择右键菜单“下载到收件箱”，即可将机床内程序远程下载到DNC服务器的收件箱内。

3、远程删除机床内的程序

具有远程删除权限的数控编程人员可以通过DNC客户端直接远程删除机床内的数控程序。如图5所示，数控编程人员通过DNC客户端登录NCBASE系统后，点击快捷图标“收发管理”，展开机床树形目录，点击“机床目录”，获取到机床内程序清单后，选择一个机床内的程序，右键菜单，选择“从机床删除程序”，即可远程将机床内该程序删除。

在本发明的一个实施例中，数控机床远程控制指令还包括：数控程序远程推送功能。

4、远程推送数控机床程序

具体地，具有远程推送权限的数控编程人员可以通过DNC客户端直接远程推送程序到机床内。DNC客户端将具有相应权限用户录入的数控程序远程推送至数控机床内，以对数控机床内的数控程序的版本进行远程管控。

如图6所示，数控编程人员通过DNC客户端登录NCBASE系统后，点击快捷图标“收发管理”，展开机床树形目录，选择下发机床的“发件箱”，在发件箱内选择需要远程推送的程序，右键菜单选择“推送到机床”，即可远程将DNC服务器上发件箱远程推送到机床内。推送完成后，可以选择该机床的“机床目录”，查看推送到机床的程序是否成功完成推送。

需要说明的是，数控机床内的数控程序与DNC服务器的数控程序保持一致。当DNC服务器中的数控程序发生变更时，DNC客户端向数控机床远程推送变更提示。具体地，DNC服务器程序变更后，系统远程在数控机床的面板上发出提示，以提示操作人员选择下载或者自动修改数控程序，避免数控加工过程中因为程序版本不一致导致废品。

在本发明的一个实施例中，DNC客户端可以安装于个人计算机PC或移动终端内。例如，通过在平板电脑上OEM管理软件，可通过移动终端对数控机床内加工程序进行远程控制。

如图7所示，本发明实施例还提出一种基于多种协议的数控机床加工的远程控制装置，包括：DNC客户端1、DNC服务器2和多个数控机床3。其中，DNC客户端1可与多个数控机床3的远程通信，且进一步与DNC服务器2进行通信。

具体地，DNC服务器2用于存储每个数控机床3的相应数据、来自DNC客户端1的数据。

例如，每个数控机床3的相应数据可以包括：每个数控机床3的名称或编号、内部的数控程序及版本号等。来自DNC客户端1的数据可以包括：由用户通过DNC客户端1输入的控制指令和配置数据等。

DNC客户端1用于为用户配置对应的角色和功能权限。具体地，根据企业的需求，设置相应的角色和权限，不同的用户具有不同的角色和权限。参考图2，例如：“推送程序到机床”和“删除机床内程序”的权限，只能赋予负责程序管理的专职数控编程人员或者技术主管。

DNC客户端1还用于接收用户的数控机床远程控制指令，判断远程控制指令对应的动作是否在该用户的功能权限内，如果是则执行数控机床远程控制指令，对相应的数控机床3内的数控程序进行处理。

在本发明的一个实施例中，数控机床远程控制指令包括：数控机床3的名称或编号、控制指令内容。DNC客户端1根据数控机床3的名称或编号从机床目录中查找到相应的数控机床3后，向该数控机床3执行与控制指令内容对应的管控动作。

DNC客户端1对相应的数控机床3内的数控程序进行处理，至少包括以下动作：以PUSH-DNC为主要功能远程查询数控机床3内的数控程序清单、远程删除或下载数控机床3内的数控程序。

1、远程查询机床内的程序清单

数控编程人员可以通过DNC客户端1直接远程查询机床内的通讯清单，本发明支持采用模糊查询的方式查找机床内程序。

数控编程人员可以通过DNC客户端1登录NCBASE系统后，点击快捷图标“收发管理”，展开机床树形目录，点击“机床目录”出现图3所示界面。选中需要查询的数控机床3，对该数控机床3的内的通讯清单实现远程查询。

2、远程下载机床内的程序

具有远程下载权限的数控编程人员可以通过DNC客户端1直接远程下载机床内的数控程序。如图4所示，数控编程人员通过DNC客户端1登录NCBASE系统后，点击快捷图标“收发管理”，展开机床树形目录，点击“机床目录”，获取到机床内程序清单后，选择右键菜单“下载到收件箱”，即可将机床内程序远程下载到DNC服务器2的收件箱内。

3、远程删除机床内的程序

具有远程删除权限的数控编程人员可以通过DNC客户端1直接远程删除机床内的数控程序。如图5所示，数控编程人员通过DNC客户端1登录NCBASE系统后，点击快捷图标“收发管理”，展开机床树形目录，点击“机床目录”，获取到机床内程序清单后，选择一个机床内的程序，右键菜单，选择“从机床删除程序”，即可远程将机床内该程序删除。

在本发明的一个实施例中，数控机床远程控制指令还包括：数控程序远程推送功能。

4、远程推送数控机床3程序

具体地，具有远程推送权限的数控编程人员可以通过DNC客户端1直接远程推送程序到机床内。DNC客户端1将具有相应权限用户录入的数控程序远程推送至数控机床3内，以对数控机床3内的数控程序的版本进行远程管控。参考图6，数控编程人员通过DNC客户端1登录NCBASE系统后，点击快捷图标“收发管理”，展开机床树形目录，选择下发机床的“发件箱”，在发件箱内选择需要远程推送的程序，右键菜单选择“推送到机床”，即可远程将DNC服务器2上发件箱远程推送到机床内。推送完成后，可以选择该机床的“机床目录”，查看推送到机床的程序是否成功完成推送。

需要说明的是，数控机床3内的数控程序与DNC服务器2的数控程序保持一致。当DNC服务器2中的数控程序发生变更时，DNC客户端1向数控机床3远程推送变更提示。具体地，DNC服务器2程序变更后，系统远程在数控机床3的面板上发出提示，以提示操作人员选择下载或者自动修改数控程序，避免数控加工过程中因为程序版本不一致导致废品。

在本发明的一个实施例中，DNC客户端1可以安装于个人计算机PC或移动终端内。例如，通过在平板电脑上OEM管理软件，可通过移动终端对数控机床3内加工程序进行远程控制。

图8为根据本发明实施例的系统流程设计的示意图。

如图8所示，用户通过DNC客户端输入数控机床的控制命令，并登录NCBase系统进行编辑仿真，由编程主管对命令进行审核，如果审核通过，则将控制命令下发到数控机床进行试切加工，如果审核不通过，则返回到NCBase系统重新处理。

另外，技术主管对试切加工的结果进行审核，如果审核通过，则进一步发送到NCBase数据库进行定型和归档，展开批量生产。如果审核不通过则返回至DNC客户端，由用户重新输入数控机场的控制命令。

图9为根据本发明实施例的数据库设计模型的示意图。如图9所示，NCBase数据库中至少存储有以下内容：实时数据、制造单元表、制造单元设备关系表、制造单元的标记表、制造单元的状态表、设备列表、按变化存储的设备列表、按时间存储的设备列表以及报警信息表。本发明实施例的基于多种协议的数控机床加工的远程控制方法及装置，针对FANUC网卡、SIEMENS 840D(后台WINXP系统)网卡、HEIDENHAIN iTNC530网卡机床，可以实现：远程推送DNC服务器上的NC程序到机床内、远程查询机床内的NC程序清单、远程删除和下载机床内的NC程序以及对机床内同名程序与DNC服务器上同名程序进行比较。

根据本发明实施例的基于多种协议的数控机床加工的远程控制方法及装置，实现对数控机床的智能程序推送，具有以下有益效果:

1)降低程序的调试时间

数控编程人员通过远程下载机床内程序和远程推送程序到机床内，改变了数控程序的传输方式，由程序“拉动(pull)”到程序“推送(push)”。数控编程人员在机床试切新程序时，可以反复进行远程推送和远程下载，直到程序调试成功，这样可以节约数控编程人员往返车间现场数控机床和办公室的时间。

2)减少程序的调用错误

数控编程人员远程推送程序到机床内，可以保证机床内程序与DNC服务器内程序的一致性，对操作工人修改机床内程序进行严格控制，这样可以减少并消除程序调用的错误，将由程序调用错误导致零件加工报废的风险降到最低。

3)提高数控程序的管理水平

将数控程序的管理从编程人员的客户端电脑延伸到数控机床内，实现数控机床内程序的透明化管理，提高了数控程序的管理水平。例如可以保证机床内只保留几个计划待加工零件所用的程序，其余程序可以远程下载后再远程删除掉。

4)提高机床利用率

通过降低程序调试时间，减少人为调用程序出错的风险可有效提高机床的利用率。

本发明完全兼容多种传输协议(FOCUS,FTP，ssh，nfs等)，克服了多个平台的兼容性和多种协议互操作的复杂性，实现了对多种平台(西门子，发那科，海德汉等)的良好支持。具有如下的主要技术要点：

1、通过focus协议和FANUC提供的接口进行自主编程，突破了协议细化分析、传输的稳定性保证、实时性保证等难点，对发那科机床的远程程序管理、信息采集、远程诊断和控制。

2、使用开源ssh协议，突破了跨平台、跨语言难点，并且提高了安全性。

3、使用ftp协议，优化了ftp服务功能，支持多种模式，具有操作简便高效的特点。

4、使用nfs方式，实现了跨平台、跨语言。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。