專利名稱：一種數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換裝置及其數(shù)據(jù)交換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)控機床，是一種數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換裝置及其數(shù)據(jù)交換方法。
背景技術(shù)：
數(shù)控系統(tǒng)(或稱機床數(shù)控系統(tǒng)裝置)是機械加工裝備中的控制核心，在完成數(shù)控加工生產(chǎn)的整套工藝過程中，數(shù)控系統(tǒng)需要與裝有加工輔助軟件的PC機進行多種類型的數(shù)據(jù)交換，其主要包括1、數(shù)控代碼文件下載、備份及更新，數(shù)控系統(tǒng)通過讀取數(shù)控代碼，實現(xiàn)機床的加工過程運動控制；2、數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)設(shè)定文件的下載、備份及更新。針對不同的加工對象和加工參數(shù)，數(shù)控系統(tǒng)的各種內(nèi)部參數(shù)，如時間參數(shù)、速度參數(shù)、伺服參數(shù)等需要進行相應調(diào)節(jié)，所以加工對象變化時，需要有針對性的進行內(nèi)部參數(shù)設(shè)定、備份及優(yōu)化更新；3、數(shù)控系統(tǒng)的應用程序執(zhí)行文件下載。針對某些加工的特殊需要，在PC機上采用專用開發(fā)工件編制機床數(shù)控系統(tǒng)裝置的人機界面應用程序，將這些程序的執(zhí)行文件下載到機床數(shù)控系統(tǒng)裝置中，即能在機床數(shù)控系統(tǒng)裝置上直接實現(xiàn)相應的加工及加工輔助功能。在加工的不同階段，機床數(shù)控系統(tǒng)裝置存在多種類型的數(shù)據(jù)文件交換。對于目前的機械加工現(xiàn)場，很多沒有以太網(wǎng)線接入，數(shù)據(jù)交換難以統(tǒng)一管理，在實際加工過程中，每臺數(shù)控機床都需要一個PC機進行單獨數(shù)據(jù)交換管理；另一方面，對于數(shù)控加工培訓工作來說，需要專門的PC機來演示機床數(shù)控系統(tǒng)裝置的數(shù)據(jù)交換，這樣存在一定的效率低下和資源浪費現(xiàn)象。目前，有一些無線數(shù)據(jù)交換的機床數(shù)控系統(tǒng)裝置只能進行簡單的數(shù)控程序下載功能，如中國專利文獻中披露的專利號ZL 200620134962. 7，授權(quán)公告號CN200983107Y， 授權(quán)公告日2007年11月28日，實用新型名稱“數(shù)控機床加工程序下載器”，該下載器包括單片機、存儲芯片、串行接口電路，其中存儲芯片與單片機的相應接口相連接；單片機的一個串口通過串行接口電路分別與PC機和數(shù)控機床的通信接口相連接；有益效果是企業(yè)中的數(shù)控操作工或?qū)W校的數(shù)控實訓學生不需要PC機，只需攜帶該數(shù)控加工程序下載器在現(xiàn)場即可進行數(shù)控加工程序的傳輸。但上述下載器難以實現(xiàn)與機床數(shù)控系統(tǒng)裝置的完整數(shù)據(jù)交換及管理。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述存在的不足，本發(fā)明旨在向本領(lǐng)域提供一種數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換裝置及其數(shù)據(jù)交換方法，使其解決現(xiàn)有同類產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換方式單一，生產(chǎn)成本高，使用不便，以及數(shù)據(jù)存儲控制器攜帶、使用不便的技術(shù)問題，其目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的。一種數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換裝置，該數(shù)據(jù)交換裝置設(shè)置于PC機與機床數(shù)控系統(tǒng)裝置之間，該數(shù)據(jù)交換裝置設(shè)有數(shù)據(jù)存儲控制器和數(shù)據(jù)收發(fā)器兩部分；所述數(shù)據(jù)存儲控制器包括觸摸式顯示屏、ARM處理器、數(shù)據(jù)存儲芯片、無線通訊單元、RS232串行接口電路，數(shù)據(jù)存儲控制器設(shè)有數(shù)據(jù)存儲控制器軟件；所述數(shù)據(jù)收發(fā)器包括無線通訊單元和RS232串行接口電路；通過插在機床數(shù)控系統(tǒng)裝置串口插槽上的數(shù)據(jù)收發(fā)器，使用數(shù)據(jù)存儲控制器進行數(shù)控系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)對數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定文件、數(shù)控代碼文件、應用程序執(zhí)行文件等多種類型數(shù)據(jù)文件的識別、傳輸、備份及管理。其要點在于所述數(shù)據(jù)存儲控制器的 ARM處理器分別與S232串行接口及電路、觸摸式顯示屏、數(shù)據(jù)存儲芯片、無線通訊單元連接，并連為一體，組成一手持設(shè)備；數(shù)據(jù)存儲控制器即可作為便攜式手持設(shè)備，便于其攜帶， 并隨時與PC機連接，讀取、分析數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)收發(fā)器的無線通訊單元設(shè)有RS232串行接口電路，無線通訊單元通過RS232串行接口電路分別與對應的機床數(shù)控系統(tǒng)裝置連接；即實現(xiàn)一個數(shù)據(jù)存儲控制器對多組機床數(shù)控系統(tǒng)裝置的控制。數(shù)據(jù)存儲控制器的觸摸式顯示屏為人機界面接口，技術(shù)人員通過觸摸方式完成該裝置的功能選項操作；ARM處理器為裝置的控制核心，數(shù)據(jù)存儲芯片用于存儲與機床數(shù)控系統(tǒng)裝置通訊的相關(guān)數(shù)據(jù)；無線通訊單元實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲器與數(shù)據(jù)收發(fā)器的點對點或點對多點的數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換；RS232串行接口電路完成裝置與PC機、數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)上傳、下載。數(shù)據(jù)收發(fā)器的無線通訊單元用于和數(shù)據(jù)存儲器進行無線數(shù)據(jù)通訊，再由RS232串行接口與數(shù)控系統(tǒng)連接，完成數(shù)據(jù)存儲器與數(shù)控系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通訊。

所述數(shù)據(jù)存儲控制器的數(shù)據(jù)存儲控制器軟件包括人機界面模塊、無線通訊管理模塊、串口通訊管理模塊、文件預處理模塊、數(shù)控代碼文件管理模塊、數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定文件管理模塊、數(shù)控系統(tǒng)應用程序文件管理模塊。數(shù)據(jù)存儲控制器的軟件設(shè)計是基于嵌入式 Linux操作系統(tǒng)進行開發(fā)，并通過上述數(shù)據(jù)存儲控制器軟件的模塊，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲控制器與數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換、管理的功能。所述數(shù)據(jù)存儲控制器和數(shù)據(jù)收發(fā)器分別設(shè)有供電池。供電池采用干電池或充電電池，通過供電池為數(shù)據(jù)存儲控制器和數(shù)據(jù)收發(fā)器供電，便于數(shù)據(jù)存儲控制器的手持時使用和數(shù)據(jù)收發(fā)器內(nèi)數(shù)據(jù)的無線傳輸。所述數(shù)據(jù)收發(fā)器和機床數(shù)控系統(tǒng)裝置至少設(shè)有一組以上。即一個數(shù)據(jù)存儲控制器分別與若干個數(shù)據(jù)收發(fā)器、機床數(shù)控系統(tǒng)裝置的點對多點的無線通訊。所述數(shù)據(jù)存儲控制器與數(shù)據(jù)收發(fā)器之間設(shè)有無線數(shù)據(jù)傳輸器。通過無線數(shù)據(jù)傳輸器便于遠距離數(shù)據(jù)傳輸時的中間傳輸，延長數(shù)據(jù)信號的傳輸距離，起到數(shù)據(jù)傳輸媒介的作用。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)特點，其數(shù)據(jù)交換方法是所述數(shù)據(jù)收發(fā)器設(shè)置于機床數(shù)控系統(tǒng)裝置的串口插槽，通過一個數(shù)據(jù)存儲器分別與若干個數(shù)據(jù)收發(fā)器的點對多點的無線通訊，數(shù)據(jù)存儲控制器與數(shù)據(jù)收發(fā)器之間的無線通訊，進行數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換及數(shù)據(jù)管理工作。在數(shù)據(jù)交換過程中，所述數(shù)據(jù)存儲控制器的數(shù)據(jù)存儲控制器軟件對數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定文件、 數(shù)控代碼文件、數(shù)控系統(tǒng)應用程序執(zhí)行文件等多種類型數(shù)據(jù)文件進行識別、傳輸、及備份， 由數(shù)據(jù)存儲控制器來完成數(shù)據(jù)交換及管理工作。本發(fā)明具有以下特點
1、體積小巧、安裝靈活。數(shù)控加工過程或數(shù)控技術(shù)培訓過程中，無需現(xiàn)場有PC機，將采用電池供電和無線通訊單元的數(shù)據(jù)收發(fā)器插入數(shù)控系統(tǒng)串口插槽上，即可通過數(shù)據(jù)存儲控制器進行相關(guān)數(shù)據(jù)交換與管理工作。2、功能強大。由于數(shù)控系統(tǒng)整個工作過程中，存在著包括數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定文件、 數(shù)控代碼文件、數(shù)控系統(tǒng)應用程序執(zhí)行文件等多種類型文件的數(shù)據(jù)交換工作，本發(fā)明裝置實現(xiàn)了對上述多種類型數(shù)據(jù)文件的識別、傳輸、備份及更新操作。本發(fā)明是機械加工領(lǐng)域的一種用于數(shù)控加工或數(shù)控技術(shù)培訓的便攜式、多功能數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換裝置，其采用無線通訊方式，經(jīng)濟、便攜式、多功能，適用于數(shù)控加工和數(shù)控技術(shù)培訓，及其同類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)改進。


圖1是本發(fā)明實施例的工作原理方框示意圖。圖2是本發(fā)明實施例的數(shù)據(jù)存儲控制器結(jié)構(gòu)方框示意圖。圖3是本發(fā)明實施例的數(shù)據(jù)收發(fā)器結(jié)構(gòu)框方框示意圖。圖4是本發(fā)明實施例的數(shù)據(jù)存儲控制器軟件結(jié)構(gòu)方框示意圖。以上附圖序號及名稱1、PC機，2、數(shù)據(jù)存儲控制器，3、數(shù)據(jù)收發(fā)器，4、機床數(shù)控系統(tǒng)裝置，5、RS232串行接口電路，6、觸摸式顯示屏，7、ARM處理器，8、數(shù)據(jù)存儲芯片，9、無線通訊單元。
具體實施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖，對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和使用進一步描述。如圖1所示為實施例中裝置的工作原理方框圖。通過RS232串行接口電路5連接裝有加工輔助控制軟件的PC機1，將PC機生成的數(shù)控代碼文件、數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定文件、數(shù)控系統(tǒng)應用程序執(zhí)行文件存儲到數(shù)據(jù)存儲控制器2。將數(shù)據(jù)收發(fā)器3通過RS232串行接口電路5插在機床數(shù)控系統(tǒng)裝置的串口插槽上，數(shù)據(jù)存儲控制器2通過無線通訊單元9，經(jīng)由數(shù)據(jù)收發(fā)器與機床數(shù)控系統(tǒng)裝置4進行通訊，實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)交換。對于多臺數(shù)控加工機床，通過一個數(shù)據(jù)存儲器2與若干個數(shù)據(jù)收發(fā)器3的點對多點的無線通訊，由數(shù)據(jù)存儲控制器2來完成數(shù)據(jù)交換及管理工作。如圖2所示為實施例中數(shù)據(jù)存儲控制器的結(jié)構(gòu)方框圖。數(shù)據(jù)存儲控制器2包括 RS232串行接口電路5、觸摸式顯示屏6、ARM處理器7、數(shù)據(jù)存儲芯片8、無線通訊單元9。其中，RS232串行接口電路由MAXIM公司的MAX232串口管理芯片實現(xiàn)，觸摸式顯示屏采用三星公司PT037003A觸摸屏，ARM處理器采用三星公司的S3C2440芯片，數(shù)據(jù)存儲芯片采用三星公司NAND閃存芯片K9F1G08U0B，其IG存儲容量完全滿足數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換的需求。無線通訊單元采用Freescale公司的MC13213無線模塊芯片，實現(xiàn)點對點以及點對多點的無線通訊方式?；谏鲜鲇布脚_，在嵌入式Linux操作系統(tǒng)平臺上開發(fā)數(shù)據(jù)存儲控制器的應用軟件，實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)文件的識別、存儲、管理、傳輸功能，實現(xiàn)數(shù)控代碼文件、數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)文件以及數(shù)控系統(tǒng)應用程序執(zhí)行文件的下載、備份及更新。觸摸式顯示屏作為裝置的人機接口，操作者通過觸摸選擇實現(xiàn)對裝置的操作與控制。如圖3所示為實施例中數(shù)據(jù)收發(fā)器的結(jié)構(gòu)方框圖。數(shù)據(jù)收發(fā)器3包括RS232串行接口電路5和無線通訊單元9。硬件同樣分別采用MAXIM公司的MAX232串口管理芯片和 Freescale公司的MC13213無線模塊芯片。數(shù)據(jù)收發(fā)器由RS232串行接口連接在機床數(shù)控系統(tǒng)裝置上，通過無線通訊單元實現(xiàn)與數(shù)據(jù)存儲控制器的無線通訊，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲控制器與機床數(shù)控系統(tǒng)裝置的數(shù)據(jù)交換。如圖4所示為實施例中數(shù)據(jù)存儲控制器的軟件結(jié)構(gòu)方框圖。數(shù)據(jù)存儲控制器的軟件設(shè)計是基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)進行開發(fā)，包括人機界面模塊、無線通訊管理模塊、串口通訊管理模塊、文件預處理模塊、數(shù)控代碼文件管理模塊、數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定文件管理模塊及數(shù)控系統(tǒng)應用程序文件管理模塊，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲控制器與數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換、管理的功能。上述實施例的具體使用如下
1、在工廠技術(shù)人員的辦公室或?qū)W校的計算機機房，根據(jù)數(shù)控加工或數(shù)控技術(shù)培訓的需要，通過裝有加工輔助控制軟件的PC機生產(chǎn)所需的數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)文件，利用RS232串行接口電路將相應文件從PC機上復制到數(shù)據(jù)存儲控制器中。2、將數(shù)控存儲控制器和數(shù)據(jù)收發(fā)器帶到加工現(xiàn)場，將數(shù)據(jù)收發(fā)器通過RS232串行接口電路插在數(shù)控系統(tǒng)上，打開數(shù)據(jù)存儲控制器，通過觸摸式顯示屏進行選擇操作，將所需的數(shù)據(jù)文件通過無線通訊方式傳輸?shù)綑C床的機床數(shù)控系統(tǒng)裝置中，從機床數(shù)控系統(tǒng)裝置中讀取相關(guān)數(shù)據(jù)文件到數(shù)控存儲控制器進行備份。3、如果需要對多個機床的數(shù)控系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換，通過數(shù)控存儲控制器的觸摸操作開啟其與數(shù)據(jù)收發(fā)器的點對多點無線工作模式，在每個機床的機床數(shù)控系統(tǒng)裝置上插入數(shù)據(jù)收發(fā)器，即可使用數(shù)控存儲控制器對多臺機床數(shù)控系統(tǒng)裝置進行數(shù)據(jù)交換與管理。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換裝置，該數(shù)據(jù)交換裝置設(shè)置于PC機(1)與機床數(shù)控系統(tǒng)裝置(4 )之間，該數(shù)據(jù)交換裝置設(shè)有數(shù)據(jù)存儲控制器(2 )和數(shù)據(jù)收發(fā)器(3 )兩部分；所述數(shù)據(jù)存儲控制器包括觸摸式顯示屏(6)、ARM處理器(7)、數(shù)據(jù)存儲芯片(8)、無線通訊單元(9)、 RS232串行接口電路(5)，數(shù)據(jù)存儲控制器設(shè)有數(shù)據(jù)存儲控制器軟件；所述數(shù)據(jù)收發(fā)器包括無線通訊單元(9)和RS232串行接口電路(5)；其特征在于所述數(shù)據(jù)存儲控制器(2)的ARM 處理器(7)分別與S232串行接口及電路(5)、觸摸式顯示屏(6)、數(shù)據(jù)存儲芯片(8)、無線通訊單元(9)連接，并連為一體，組成一手持設(shè)備；所述數(shù)據(jù)收發(fā)器(3)的無線通訊單元(9)設(shè)有RS232串行接口電路(5)，無線通訊單元通過RS232串行接口電路分別與對應的機床數(shù)控系統(tǒng)裝置(4)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)存儲控制器(2)的數(shù)據(jù)存儲控制器軟件包括人機界面模塊、無線通訊管理模塊、串口通訊管理模塊、文件預處理模塊、數(shù)控代碼文件管理模塊、數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定文件管理模塊、數(shù)控系統(tǒng)應用程序文件管理模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)存儲控制器(2 )和數(shù)據(jù)收發(fā)器(3 )分別設(shè)有供電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)收發(fā)器 (3 )和機床數(shù)控系統(tǒng)裝置(4 )至少設(shè)有一組以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)存儲控制器(2)與數(shù)據(jù)收發(fā)器(3)之間設(shè)有無線數(shù)據(jù)傳輸器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換裝置的數(shù)據(jù)交換方法，其特征在于所述數(shù)據(jù)收發(fā)器(3)設(shè)置于機床數(shù)控系統(tǒng)裝置(4)的串口插槽，通過一個數(shù)據(jù)存儲控制器 (2)分別與若干個數(shù)據(jù)收發(fā)器(3)的點對多點的無線通訊，數(shù)據(jù)存儲控制器與數(shù)據(jù)收發(fā)器之間的無線通訊，進行數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換及數(shù)據(jù)管理工作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換裝置的數(shù)據(jù)交換方法，其特征在于在數(shù)據(jù)交換過程中，所述數(shù)據(jù)存儲控制器(2)的數(shù)據(jù)存儲控制器軟件對多種類型數(shù)據(jù)文件進行識別、傳輸、及備份，由數(shù)據(jù)存儲控制器來完成數(shù)據(jù)交換及管理工作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換裝置及其數(shù)據(jù)交換方法，其針對同類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計欠佳的技術(shù)問題而設(shè)計的。該數(shù)據(jù)交換裝置設(shè)置于PC機與機床數(shù)控系統(tǒng)裝置之間，設(shè)有數(shù)據(jù)存儲控制器和數(shù)據(jù)收發(fā)器兩部分；其要點是所述數(shù)據(jù)存儲控制器包括觸摸式顯示屏、ARM處理器、數(shù)據(jù)存儲芯片、無線通訊單元、RS232串行接口電路，數(shù)據(jù)存儲控制器設(shè)有數(shù)據(jù)存儲控制器軟件；所述數(shù)據(jù)收發(fā)器包括無線通訊單元和RS232串行接口電路。其功能為將數(shù)據(jù)收發(fā)器設(shè)置于機床數(shù)控系統(tǒng)裝置的串口插槽上，由數(shù)據(jù)存儲控制器與數(shù)據(jù)收發(fā)器之間的無線通訊，進行數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換及數(shù)據(jù)管理工作。適用于數(shù)控加工和數(shù)控技術(shù)培訓，及其同類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)改進。
文檔編號G05B19/418GK102346475SQ201110262938
公開日2012年2月8日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者楊青青, 程越, 韓春光 申請人:楊青青, 程越, 韓春光