CN103513953A - 一种虚拟数控机床 - Google Patents
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Abstract
一种虚拟数控机床，包括控制***和机械本体；用户通过控制***中的控制面板输入指令，控制***通过接口向执行机构发出指令，并使机械本体做出相应的动作，完成相应的加工；控制***包括控制面板和根据控制指令控制机械本体动作的控制模块；显示器包括呈现机械本体的第一显示屏和呈现控制面板及操作手柄的第二显示屏，第一显示屏连接控制模块，第二显示屏与能将数控面板的按键信号转换为控制信号的操控模块连接，操控模块与控制模块通过无线通讯模块连接。本发明具有控制面板和机械本体分别独立显示，控制面板不会占用机械本体的显示空间，使得机械本体能够清楚、完整的呈现，不会被控制面板遮挡的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种虚拟数控机床。
技术背景
虚拟数控机床是利用数字化方法和虚拟现实技术，在计算机上构建各类数控机床的三维仿真模型，并模拟真实数控机床的运行和操作。
中国专利ZL200620104322.1披露了一种基于虚拟操作界面的数控机床，包括控制***、接口、执行机构、传感器和机械本体，控制***通过接口向执行机构发出指令，将电信号转换为机械或力学量，并由机械本体做出规定的运动，完成相应的加工；而传感器将数控机床内部状态信息及外部环境信息反馈到控制***，以备控制***做出正确的反应；控制***包括显示器、界面交互模块、输入界面和控制模块，界面交互模块将预先设定的一种或多种操作界面呈现在显示器上，用户通过输入界面对数控机床发出控制指令；界面交互模块实时接收用户的输入操作信息，并将其过滤、转换后转发到控制模块；控制模块通过总线和高性能DSP运动控制卡通讯，发送出运动指令，由运动控制卡控制机床做出响应，同时将机床上的传感器***的信息进行收集并反馈回控制模块。
这种虚拟数控机床的缺点在于：操作界面和机械本体均显示于同一个显示器上，而操作界面往往需要由数十个操作按键及信息显示区组成，也就是说，操作界面占用的显示面积大，留给机械本体的显示区域不足，不便于展示机械本体的细节。虽然可以采用叠放模式来显示控制界面，但是叠放模式下机械本体经常被控制界面遮挡，大大降低了机械本体的展示效果。
发明内容
为了克服现有的虚拟数控机床存在操作界面和机械本体由一个显示屏显示造成机械本体的展示效果差的缺点，本发明提供了一种机械本体能够完整、清楚、无遮挡地展示于显示屏的虚拟数控机床。
一种虚拟数控机床，包括控制***和机械本体；
用户通过控制***中的控制面板输入指令，控制***通过接口向执行机构发出指令，并使机械本体做出相应的动作，完成相应的加工；控制***包括控制面板和根据控制指令控制机械本体动作的控制模块；
其特征在于：显示器包括呈现机械本体的第一显示屏和呈现控制面板及操作手柄的第二显示屏，第一显示屏连接控制模块，第二显示屏与能将数控面板的按键信号转换为控制信号的操控模块连接，操控模块与控制模块通过无线通讯模块连接。
进一步，控制模块与第一压缩-解压模块连接，操控模块与第二压缩-解压模块连接，第一压缩-解压模块包括将虚拟数控机床的运行状态和运行结果转换为压缩数据的第一压缩单元和将控制信号的压缩数据解压缩的第一解压缩单元；第二压缩-解压模块包括将控制信号和操控状态信息转换为压缩数据的第二压缩单元将来自控制模块的虚拟数控机床的运行状态和运行结果的压缩数据解压缩的第二解压缩单元；第一压缩单元通过无线通讯模块与第二解压缩单元连接，第二压缩单元通过无线通讯模块与第一解压缩单元连接。
进一步，第二显示屏可以是平板电脑或手机；控制模块和操控模块之间的交互方法包括以下步骤：
1）、计算机终端启动，以自身作为本地服务器运行蓝牙模块或者以自身作为无线热点建立无线连接模式，或者借助一个已有的局域网；
2）、平板电脑或手机根据计算机终端的模式设置相应选择蓝牙模块、无线连接模式，与计算机建立通讯；或者通过已有的局域网，与计算机建立通讯；
3）、计算机终端运行虚拟数控机床模块，平板电脑端启动虚拟加工中心操控端并向计算机虚拟加工中心模块端发送请求连接信号；
4）、计算机终端通过蓝牙或WIFI接受传输信号并传递给虚拟加工中心无线控制模块控制和处理，平板电脑端连接请求信号被虚拟加工中心模块识别后，正式建立计算机端与平板电脑端的连接，同时平板电脑端发送确认信号；
5）、平板电脑端接受到确认信号后，将压缩后的控制信号发送至计算机端，计算机接收到控制信号的压缩数据后，第一解压缩单元解压后输入控制模块，同时将反馈的应答信息发送至平板电脑端，通知其已完成此次控制信号的传达，等待下一次操作；
6）、平板电脑的第二压缩-解压模块接受反馈信息后，将反馈信息解压处理后，更新本地存储数据。
进一步，第二显示屏上的数控面板包含按键阵列，每个按键是一个图标，按键内具有触发放大区域，当第二显示屏的坐标定位在触发放大区域内时该按键的图标放大；坐标定位离开触发放大区域后按键的图标恢复原始大小。
进一步，触发放大区域位于图标的中央，防止坐标定位在按键边缘时按键放大而遮挡了周边按键。
为了使按键排列整齐，图标的形状优选为矩形。
坐标定位可以是使用鼠标，也可以是手指。坐标定位在触发放大区域内时，该按键自动放大，使用户能看清按键上的文字和图形。而当鼠标或手指移出该按键上的中间区域时，该按键恢复原始尺寸，以免持续遮挡周边按键。
本发明的有益效果在于：1）控制面板和机械本体分别独立显示，控制面板不会占用机械本体的显示空间，使得机械本体能够清楚、完整的呈现，不会被控制面板遮挡；2）控制面板上的按键在鼠标或手指移动到其中间区域时，会自动放大，可以更清楚地观察按键上的文字和图形。
附图说明
图1是本发明中平板电脑与计算机终端交互的***框图。
图2是坐标定位于触发放大区域外时按键的示意图。
图3是坐标定位于触发放大区域内时按键的示意图。
具体实施方式
一种虚拟数控机床，包括控制***和机械本体；
用户通过控制***中的控制面板输入指令，控制***通过接口向执行机构发出指令，并使机械本体做出相应的动作，完成相应的加工；控制***包括控制面板和根据控制指令控制机械本体动作的控制模块；
显示器包括呈现机械本体的第一显示屏和呈现控制面板及操作手柄的第二显示屏，第一显示屏连接控制模块，第二显示屏与能将数控面板的按键信号转换为控制信号的操控模块连接，操控模块与控制模块通过无线通讯模块连接。无线通讯模块可以采用WIFI通讯，也可以是蓝牙通讯，还可以是低功耗蓝牙通讯。
控制模块与第一压缩-解压模块连接，操控模块与第二压缩-解压模块连接，第一压缩-解压模块包括将虚拟数控机床的运行状态和运行结果转换为压缩数据的第一压缩单元和将控制信号的压缩数据解压缩的第一解压缩单元；第二压缩-解压模块包括将控制信号和操控状态信息转换为压缩数据的第二压缩单元将来自控制模块的虚拟数控机床的运行状态和运行结果的压缩数据解压缩的第二解压缩单元；第一压缩单元通过无线通讯模块与第二解压缩单元连接，第二压缩单元通过无线通讯模块与第一解压缩单元连接。将数据压缩后再传输，可以缩短数据的传送时间，提高交互效率。
处理器为计算机终端，第二显示屏可以是平板电脑或手机；控制模块和操控模块之间的交互方法包括以下步骤：
1）、计算机终端启动，以自身作为本地服务器运行蓝牙模块或者以自身作为无线热点建立无线连接模式，或者借助一个已有的局域网；
2）、平板电脑或手机根据计算机终端的模式设置相应选择蓝牙模块、无线连接模式，与计算机建立通讯；或者通过已有的局域网，与计算机建立通讯；
3）、计算机终端运行虚拟数控机床模块，平板电脑端启动虚拟加工中心操控端并向计算机虚拟加工中心模块端发送请求连接信号；
4）、计算机终端通过蓝牙或WIFI接受传输信号并传递给虚拟加工中心无线控制模块控制和处理，平板电脑端连接请求信号被虚拟加工中心模块识别后，正式建立计算机端与平板电脑端的连接，同时平板电脑端发送确认信号；
5）、平板电脑端接受到确认信号后，将压缩后的控制信号发送至计算机端，计算机接收到控制信号的压缩数据后，第一解压缩单元解压后输入控制模块，同时将反馈的应答信息发送至平板电脑端，通知其已完成此次控制信号的传达，等待下一次操作；
6）、平板电脑的第二压缩-解压模块接受反馈信息后，将反馈信息解压处理后，更新本地存储数据。
第二显示屏上的数控面板包含按键阵列，每个按键是一个图标，按键内具有触发放大区域，当第二显示屏的坐标定位在触发放大区域内时该按键的图标放大；坐标定位离开触发放大区域后按键的图标恢复原始大小。触发放大区域位于图标的中央，只有当坐标定位于按键内部时，该按键才会放大，防止坐标定位在按键边缘时按键放大而遮挡了周边按键。如图2所示，坐标定位于触发放大区域外时按键为原始大小，其中1表示按键，2表示坐标，3表示触发放大区域。图3表示坐标定位于触发放大区域内时，当前按键的图标变大。
触发放大区域是第二显示屏的程序中设定的一个坐标区域，在按键图标中不可见，但是当坐标定位于该触发放大区域内时，第二显示屏的控制程序能够识别该信号，并将当前按键的图标放大。
图标的形状可以是矩形、梯形、六边形或平行四边形等。只要图标能够清楚的显示按键的功能信息即可，图标的形状不受限制。为了使按键排列整齐，图标的形状优选为矩形。
坐标定位可以是使用鼠标，也可以是手指。坐标定位在触发放大区域内时，该按键自动放大，使用户能看清按键上的文字和图形。而当鼠标或手指移出该按键上的中间区域时，该按键恢复原始尺寸，以免持续遮挡周边按键。
本发明的有益效果在于：1）控制面板和机械本体分别独立显示，控制面板不会占用机械本体的显示空间，使得机械本体能够清楚、完整的呈现，不会被控制面板遮挡；2）控制面板上的按键在鼠标或手指移动到其中间区域时，会自动放大，可以更清楚地观察按键上的文字和图形。3）本发明中采用蓝牙或WIFI进行数据信号通讯，且通讯数据为压缩数据，具有无线通讯模块启动速度快，建立连接快，传输数据迅速，操作简单的优点。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (5)
1.一种虚拟数控机床，包括控制***和机械本体；用户通过控制***中的控制面板输入指令，控制***通过接口向执行机构发出指令，并使机械本体做出相应的动作，完成相应的加工；控制***包括控制面板和根据控制指令控制机械本体动作的控制模块；其特征在于：显示器包括呈现机械本体的第一显示屏和呈现控制面板及操作手柄的第二显示屏，第一显示屏连接控制模块，第二显示屏与能将数控面板的按键信号转换为控制信号的操控模块连接，操控模块与控制模块通过无线通讯模块连接。
2.如权利要求1所述的虚拟数控机床，其特征在于：控制模块与第一压缩-解压模块连接，操控模块与第二压缩-解压模块连接，第一压缩-解压模块包括将虚拟数控机床的运行状态和运行结果转换为压缩数据的第一压缩单元和将控制信号的压缩数据解压缩的第一解压缩单元；第二压缩-解压模块包括将控制信号和操控状态信息转换为压缩数据的第二压缩单元将来自控制模块的虚拟数控机床的运行状态和运行结果的压缩数据解压缩的第二解压缩单元；第一压缩单元通过无线通讯模块与第二解压缩单元连接，第二压缩单元通过无线通讯模块与第一解压缩单元连接。
3.如权利要求2所述的虚拟数控机床，其特征在于：第二显示屏可以是平板电脑或手机；控制模块和操控模块之间的交互方法包括以下步骤：
1）、计算机终端启动，以自身作为本地服务器运行蓝牙模块或者以自身作为无线热点建立无线连接模式，或者借助一个已有的局域网；
2）、平板电脑或手机根据计算机终端的模式设置相应选择蓝牙模块、无线连接模式，与计算机建立通讯；或者通过已有的局域网，与计算机建立通讯；
3）、计算机终端运行虚拟数控机床模块，平板电脑端启动虚拟加工中心操控端并向计算机虚拟加工中心模块端发送请求连接信号；
4）、计算机终端通过蓝牙或WIFI接受传输信号并传递给虚拟加工中心无线控制模块控制和处理，平板电脑端连接请求信号被虚拟加工中心模块识别后，正式建立计算机端与平板电脑端的连接，同时平板电脑端发送确认信号；
5）、平板电脑端接受到确认信号后，将压缩后的控制信号发送至计算机端，计算机接收到控制信号的压缩数据后，第一解压缩单元解压后输入控制模块，同时将反馈的应答信息发送至平板电脑端，通知其已完成此次控制信号的传达，等待下一次操作；
6）、平板电脑的第二压缩-解压模块接受反馈信息后，将反馈信息解压处理后，更新本地存储数据。
4.如权利要求1-3之一所述的虚拟数控机床，其特征在于：第二显示屏上的数控面板包含按键阵列，每个按键是一个图标，按键内具有触发放大区域，当第二显示屏的坐标定位在触发放大区域内时该按键的图标放大；坐标定位离开触发放大区域后按键的图标恢复原始大小。
5.如权利要求4所述的虚拟数控机床，其特征在于：触发放大区域位于图标的中央。
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