生成数控设备的运行模拟信息的方法、装置、设备和系统与流程

本发明涉及数字化工厂领域，尤其涉及用于生成数控设备的运行模拟信息的方法、装置、设备和系统。
背景技术：
：对于不在工厂现场的人员来说，电脑数控(computernumericalcontrol,cnc)的生产过程尚不够透明。现有技术中，通常需要手动获取，或者，通过传感器的在线监控，来获得现场数据。但是通常此类方式获取的信息响应较慢，并且对于工厂内的现场情况的解释说明较少。而由于缺乏实时精确的现场信息，会对于产品管理的效率和灵活性造成重大的影响。参考图1，当前数控设备200可通过数控设备控制器210与外部设备进行通信。现有的在线监控系统主要包括两部分，即：操作信息收集和操作结果的可视化。例如，cnc控制器210可将其对应的数控设备200的设备状态信息，诸如正在切割状态，停止运行等状态发送至处理装置001处，并由处理装置001将其转换为可视化的操作结果信息，输出至客户端300，例如电脑显示屏。然而，此处所谓的可视化的结果信息通常仅仅是一些关键指标的数值信息，例如，加工件数量、机器利用率、机器历史状态等。用户无法获得更加直观、细节的信息，例如，加工件的处理过程，由数控设备的哪些部件对其进行处理等等。技术实现要素：有鉴于此，本发明的一个实施例解决的问题之一是生成数控设备的运行模拟信息，为不在现场的人员提供实时、精确的物理运行信息。根据本发明的方法的一个实施例，提供了一种生成数控设备200的运行模拟信息的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：-获取所述数控设备200的物理运行信息；以及-获取与所述数控设备200对应的模型信息；-基于所述物理运行信息以及所述模型信息，生成所述数控设备200的运行模拟信息并输出至客户端300。与现有技术相比，根据本实施例的方案中能够让远程用户直观地看到数控设备操作过程中的细节信息，如加工工件、切割工具以及操作流程等。便于用户对工厂进行远程管理。根据本发明的方法的一个实施例，所述模型信息包括所述数控设备200及其操作对象的计算机模型信息。根据本实施例的方案通过获得数控设备200及其操作对象的模型信息，从而不仅能够生成数控设备本身的模拟信息，还能基于数控设备200对工件等操作对象的操作来生成整体的运行模拟信息。根据本发明的方法的一个实施例，所述方法还包括以下步骤：-获取与所述物理运行信息对应的时间信息；其中，所述生成运行模拟信息并输出的步骤进一步包括：-接收来自所述客户端300的指定时间信息；-生成与所述指定时间信息对应的运行模拟信息并输出至所述客户端300。根据本实施例的方案除了能够展现实时的运行模拟信息，还能够由用户指定时间，基于与用户指定时间对应的历史数据来生成相应的运行模拟信息，进而能够让用户查看该指定时间内的运行模拟信息。根据本发明的方法的一个实施例，所述输出至客户端300的步骤进一步包括以下步骤：-以虚拟现实数据的形式将所述运行模拟信息输出至客户端300。根据本实施例的方案能够为用户提供虚拟现实的体验，从而让用户更加真实的感受到数控设备的运行场景，提高运行场景的还原度。根据本发明的方法的一个实施例，所述物理运行信息包括以下至少任一类信息：-部件基本信息；-部件运行信息。根据本发明的一个实施例，提供又生成数控系统中数控设备200的运行模拟信息的模拟装置100，其特征在于，所述模拟装置100包括：一个第一获取装置101，被配置为获取所述数控设备的物理运行信息；以及一个第二获取装置102，被配置为获取与所述数控设备对应的模型信息；一个输出装置103，被配置为基于所述物理运行信息以及所述模型信息，生成所述数控设备200的运行模拟信息并输出至客户端300。与现有技术相比，根据本实施例的方案中能够让远程用户直观地看到数控设备200操作过程中的细节信息，如加工工件、切割工具以及操作流程等。便于用户对工厂进行远程管理。根据本发明的模拟装置100的一个实施例，所述模型信息包括所述数控设备200及其操作对象的计算机模型信息。根据本实施例的方案通过获得数控设备及其操作对象的模型信息，从而不仅能够生成数控设备本身的模拟信息，还能基于数控设备200对工件等操作对象的操作来生成整体的运行模拟信息。根据本发明的模拟装置100的一个实施例，所述模拟装置100还包括：一个第三获取装置，被配置为获取与所述物理运行信息对应的时间信息；其中，所述输出装置103进一步包括：一个接收装置，被配置为接收来自所述客户端300的指定时间信息；一个子生成装置，被配置为生成与所述指定时间信息对应的运行模拟信息并输出至所述客户端300。根据本实施例的方案除了能够展现实时的运行模拟信息，还能够由用户指定时间，基于与用户指定时间对应的历史数据来生成相应的运行模拟信息，进而能够让用户查看该指定时间内的运行模拟信息。根据本发明的模拟装置100的一个实施例，所述输出装置103进一步被配置为：-以虚拟现实数据的形式将所述运行模拟信息输出至客户端300。根据本实施例的方案能够为用户提供虚拟现实的体验，从而让用户更加真实的感受到数控设备的运行场景，提高运行场景的还原度。根据本发明的模拟装置100的一个实施例，所述物理运行信息包括以下至少任一类信息：-物理部件信息；-部件运行信息。根据本发明的一个实施例，提供一种用于生成数控设备的运行模拟信息的计算机设备，其中，所述计算机设备包括所述的模拟装置100。根据本发明的一个实施例，提供一种种数控系统，所述数控系统包括一数控设备200，一模拟装置100、一模型提供装置400以及至少一个客户端300，所述数控设备200包括一控制器210，其特征在于：所述数控设备200的控制器210获取所述数控设备200的物理运行信息；所述控制器210将所述物理运行信息发送至模拟装置100；所述模拟装置100接收所述物理运行信息；所述模拟装置100获取与所述数控设备200对应的模型信息；所述模拟装置100基于所述物理运行信息和所述模型信息来生成运行模拟信息并输出至客户端300；所述客户端300接收所述运行模拟信息并呈现。根据本实施例的方案，能够为远程用户提供数字工厂的现场运行场景的模拟信息，从而为用户了解、管理工厂的运行和操作细节提供依据。并且能够被应用于多种场景。例如，可用于追踪机器故障，训练操作人员，监控产品生产，以及对于生产的计划和控制优化。显然，基于本实施例的方案能够为多种实施场景提供便利。根据本发明的一个实施例，提供一种计算机可读介质，其上存储有可执行指令，其特征在于，所述可执行指令被执行时实现前述实施例所述的方法。附图说明本发明的其它特点、特征、优点和益处通过以下结合附图的详细描述将变得更加显而易见。图1为现有技术中获取数控设备200的操作结果信息的系统结构示意图；图2为根据本发明一个实施例的生成数控设备200的运行模拟信息的系统结构示意图；图3示意出了根据本发明的一个实施例的模拟装置100的结构示意图；图4为根据本发明一个实施例的硬件实现的模拟装置100的通用结构框图。附图标记列表：001处理装置100模拟装置101第一获取单元102第二获取单元103输出单元200数控设备210控制器300客户端400模型提供装置110存储器120处理器具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。参考图2,图2是根据本发明一个实施例的生成数控设备的运行模拟信息的数控系统的系统结构示意图。根据本实施例的数控系统包括一个模拟装置100，和一个数控设备200和一个客户端300以及一个模型提供装置400，其中该数控设备还包括一个控制器210。其中，模拟装置100用于生成与数控设备200的物理运行信息对应的运行模拟信息。所述运行模拟信息可以是与数控设备的物理运行信息对应的数字化模拟信息(又可称为数字化双胞胎，digitaltwin)。其中，数控设备200的控制器210获取所述数控设备200的物理运行信息；并向模拟装置100发送该数控设备200的物理运行信息。在本发明中，数控设备200的物理运行信息可以是指数控设备200在进行作业时所涉及到的各个部件的结构及其运动相关的参数信息。优选地，物理运行信息还包括该数控设备的操作对象的部件的结构及其运动相关的参数信息。其中，所述部件为所述数控设备的一部分，其由至少一个零件构成。其中，所述物理运行信息包括但不限于以下任一种信息：1)部件基本信息；例如，部件名称、部件型号等。2)部件运行信息；例如，部件的相对位置信息；部件运动信息，诸如移动速度、转速等等。例如，对于一用于切割操作的数控设备，其部件基本信息包括刀具的编号信息、刀具的结构信息；其部件运行信息包括轴向位置、主轴转速、加料速度、切割扭矩等信息。模拟装置100获取数控设备cnc的所述物理运行信息，并从模型提供装置400处获取与所述数控设备200对应的模型信息。其中，所述模型提供装置400用于向模拟装置100提供与数控设备200的运行相关的各类部件的模型信息。依据本发明的模型提供装置400可以位于与模拟装置100不同的设备中，例如位于与模拟装置100所属设备不同的另一台服务器或者个人电脑中，也可以位于与模拟装置100相同的设备中，例如位于同一个服务器上。其中，所述部件的模型信息包括与所述数控设备中的各个部件对应的模型，优选地，该模型信息包括该数控设备中的关键部件的模型，例如主轴(spindle)、线性轴(linearaxle)、钳位(clamping)等。优选地，所述模型信息包括所述数控设备200及其操作对象的模型信息。其中，该模型提供装置400提供的模型例如可以为cad模型，例如cad的2d模型或3d模型。优选地，该模型提供装置400可基于用户对于2d模型或3d模型的选择信息，来提供相应的2d或3d模型。接着，模拟装置100基于所述物理运行信息和所述模型信息，生成数控设备的运行模拟信息并输出至客户端300；所述客户端300接收所述运行模拟信息并呈现。具体地，模拟装置100可基于所获得的物理运行信息以及模型信息，来驱动该数控设备200的模型执行与物理运行信息相对应的操作，生成运行模拟信息，以实现对该数控设备200的运行的可视化模拟，并将模拟所得到的运行模拟信息输出至客户端300。其中，该运行模拟信息能够以可视化的形式呈现给用户，诸如与数控设备的物理运行信息对应的图像、动画等。更优选地，所述模拟装置100可采用基于虚拟现实技术的数据形式，来输出该运行模拟信息，以供用户以虚拟现实的方式来获得该可视化信息。其中，客户端300可以包括能够用可视化形式来向用户呈现该运行模拟信息的终端设备。例如，个人电脑、智能手机、虚拟现实设备等等。优选地，模拟装置100可将该运行模拟信息同时输出至多个客户端300。例如，参考图2，模拟装置100可以将信息选择性地输出至个人电脑(pc)、移动数字设备，或者输出至虚拟现实设备(vr)；或者，模拟装置100可以同时输出至pc和vr，供该两个客户端300的用户查看。根据本发明的一个优选实施例，例如，位于独立的服务器上的模拟装置100与一数控设备200相连接，该数控设备200为一装配有刀具的切割机床。模拟装置100获得该数控设备200的物理运行信息包括：机床主轴的轴向位置、主轴转速、刀具编号、加料速度、切割扭矩等。接着，模拟装置100从位于另一可通信设备处的模型提供装置400处，获取与该数控设备200相对应的cad3d模型信息，诸如主轴、线性轴、钳位、切割工具、被切割产品等部件的3d模型。模拟装置100基于所获得的物理运行信息，驱动所获得的切割机床模型信息执行与实际的切割机床相应的操作，来获得对该切割机床的运行模拟信息，并将其生成为vr设备(虚拟现实，virtualreality)可读的形式，输出至vr设备终端300，以供用户通过vr眼镜来观看模拟该数控设备的切割过程的运行模拟信息。当然，当客户设备300的移动设备，例如智能手机或者平板电脑时，该模拟装置100还可以通过例如局域网、以太网、移动通讯网络等以可视化的格式将运行模拟信息输出至移动数字设备。优选地，所述模拟装置100可基于实时的数据来进行模拟并输出，或者，所述模拟装置可接收来自客户端300的指定时间信息，并基于该指定时间信息所对应的物理运行信息和相应部件的模型信息，来进行模拟并输出。所述指定时间信息指由用户输入或选择的时间。其可以为时间点或者时间段。例如，用户可输入一个时间段：2017年1月1日，10：00-11：00，以查看该时间段内的数控设备的运行模拟信息。相应地，模拟装置100可同时获取与所述物理运行信息对应的时间信息，以在接收到来自客户端300的指定时间信息时，生成与所述指定时间信息对应的运行模拟信息并输出至所述客户端300。其中，所述时间信息指数控设备200执行与物理运行信息相应的操作时的时间。其可以为时间点或时间段。例如，数控机床的主轴在11:30至11:35之间保持第一速度转动，在11:36至11:45之间以第二速度转动，假设其他参数均不变化的情况下，此时，该数控机床的控制器所获得的物理运行信息中，包括第一速度及其对应的时间信息“11:30-11:35”，以及第二速度及其对应的时间信息“11:36至11:45”。具体地，模拟装置100可以将物理运行信息和模型信息基于相应的时间信息进行存储，并当获得指定时间信息时，基于该指定时间信息进行查询，以获得与该指示时间信息对应的物理运行信息及其对应的模型信息，并基于此生成与该指示是时间信息对应的运行模拟信息，并输出至客户端300；或者，模拟装置100基于所获得的物理运行信息和模型信息生成运行模拟信息后，将该运行模拟信息基于相应的时间信息进行存储，并当获得指定时间信息时，基于该指定时间信息查询以获得对应的运行模拟信息，并输出至客户端300。需要说明的是，此处用于切割的数控设备仅为举例，根据本发明的方案可以应用于各种功能的数控设备上，例如，焊接功能的数控设备等。而不局限于此处举例的切割用数控设备。本领域技术人员应可理解，针对不同的数控设备，其各自的物理运行信息所包含的信息项可能并不相同，但均可通过各个数控设备200相应的控制器210来获得，此处不再赘述。优选地，根据本发明的模拟装置100，可与现有的处理装置001相结合，在获取设备状态信息和物理运行信息后，一并向客户端300输出操作结果信息和运行模拟信息。根据本发明的方案，能够直观地看到数控设备操作过程中的细节信息，如加工工件、切割工具以及操作流程等。并且，本发明除了能够展现实时的运行模拟信息，还能够由用户指定时间，基于与用户的指定时间信息对应的历史数据来生成相应的运行模拟信息，进而能够让用户查看该指定时间信息对应的时间点或时间段所对应的运行模拟信息，因而具有更多的应用场景。例如，可用于追踪机器故障，训练操作人员，监控产品生产，以及对于生产的计划和控制优化。显然，基于本发明的方案能够被灵活的运用于各类场景下，为多种实施的场景提供便利。图3示意出了根据本发明的一个实施例的模拟装置100的结构示意图。其中，根据本实施例的模拟装置100包括：一个第一获取单元101其被配置为获取所述数控设备的物理运行信息；一个第二获取单元102，其被配置为获取与所述数控设备对应的模型信息；一个输出单元103，用于基于所述物理运行信息以及所述模型信息，生成所述数控设备200的运行模拟信息并输出至客户端300。根据本发明的一个优选实施例的模拟装置100，其进一步包括：一个第三获取单元(图未示)，其被配置为获取与所述物理运行信息对应的时间信息；其中，所述输出单元103进一步包括：一个接收单元(图未示)，其被配置为接收来自客户端300的指定时间信息；以及，一个子生成单元(图未示)，其被配置为生成与所述指定时间信息对应的运行模拟信息并输出至所述客户端300。根据本发明的各设备、装置和单元可以采用软件、硬件(例如集成电路、fpga等)、或软硬件结合的方式实现。尤其是模拟装置100，其可以是通过诸如集成电路或可编程门阵列(fpga)等硬件方式来实现，或者，由计算机设备中配置的软件来实现，等等。现在参考图4，其示出了按照本发明一个实施例的硬件实现的模拟装置100的通用结构框图。模拟装置100可以包括存储器110和处理器120。存储器110可以存储可执行指令。处理器120可以根据存储器110所存储的可执行指令，实现模拟装置100的各个单元所执行的操作。此外，本发明实施例还提供一种机器可读介质，其上存储有可执行指令，当所述可执行指令被执行时，使得机器执行模拟装置100所实现的操作。本领域技术人员应当理解，上面所公开的各个实施例，可以在不偏离发明实质的情况下做出各种变形和改变。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书来限定。当前第1页12