[发明专利]数据处理和传输系统及其方法

说明书

一种用于适用于控制机床(3)的数控单元(2)的数据处理和传输系统(1)，包括：至少一个输入信道(4)，适用于发送来自存在于机床中的装置的操作信号，或将操作信号发送到装置；电子电路，配置成处理所述操作信号以使得输出接口(5)上控制信号可用于数控单元，多极电缆(8)，具有第一端和第二端，每个多极电缆具有多极连接器(9)；主单元，具有所述输出接口、主处理器、存储器和至少一个插座(7A)，所述主单元被配置为耦合到所述多极连接器中的一个；一个或多个从属单元(6)，每个从属单元设置有限定所述输入信道的至少一个外部端口(6A)、存储器、辅助处理器并且还设置有第一插座(6B)和第二插座(6C)，其被配置为至少耦合到所述多极连接器的第一或第二连接器，以便将所述从属单元至少与所述主单元互连。所述主单元具有时钟并且每个从属单元具有其自己的时钟。主单元的主处理器产生同步信号并且通过多极电缆发送所述同步信号，以便同步从属单元的所有时钟与主单元的时钟。

本发明涉及一种数据处理和传输系统及其方法。更具体地，本发明涉及一种用于适用于控制机床的数控单元的数据处理和传输系统。

机床工作的环境，即机械零件加工区域通常会“受到污染”，具有高水平的污染物(冷却液、切屑等)和噪音；然而，控制单元(CNC，计算机数控)通常位于工作区域外的配电板中，在“干净”环境中，即相对受到保护。

数控单元实时检测正在处理的机械零件的测量结果和机器参数(例如温度、旋转工具的不平衡、声发射)和/或控制位于机床中的致动器，例如用于移动平衡重物或小车。为此目的，机床中存在适用于与控制单元交换操作信号的装置，例如传感器和/或致动器。例如，控制单元接收由传感器检测到的数据和/或将控制信号传输至致动器。在很多情况下，这些装置中的一个或多个必须位于受到污染的环境中。

在这种情况下，使用可操作地插入在控制单元和装置之间的数据处理和传输系统。

应该注意的是，在这种情况下，对在数据处理和传输系统中的灵活性的要求越来越高。

事实上，机器的尺寸正在减小，以便优化空间的使用；通常需要放置两个用于加工的不同机床，而以前只有一台机器。此外，对具有混合技术的多操作机器(例如，在同一台机器中执行研磨和车削操作)的需求越来越高。所有这些决定了对灵活性和具有使数据处理和传输系统适用于不同功能的管理的可行性的需求。

还应该注意的是，由数控单元执行的检查可以基本上有关于由机床执行的待检查的动作的两种类型，即过程后检查或过程中检查，这取决于检查分别在机器执行动作之后发生还是在机器上进行反馈的加工期间发生。

如果执行过程中检查，则满足实时管理控制单元和装置之间的信息交换的需求是特别重要和关键的。

另一个需求是同步在数据处理和传输系统与装置之间交换的操作信号；这个同步问题可以取决于系统的架构、根据各种方法来处理。

在这一点上，应该注意的是，现有技术教导使用集中式智能数据处理和传输系统。在这些解决方案中，数据处理和传输系统的处理硬件集中在单个设备中，该设备位于电气柜中并且具有用于通过相应电缆与各种装置并联连接的多个端口。在这种方法中，所有操作信号都连接到单个设备，并且同步发生在设备内部。

然而，集中的智能数据处理和传输系统有几个缺点。

第一个缺点是：由于该设备体积庞大且不够灵活的事实，从某种意义上讲，它具有预定的尺寸和多个端口，这不能适用于具体应用；这意味着该设备对于具体应用通常尺寸过大。

另一个缺点是：由于安装困难，因为要连接到设备的电缆数量很多。

此外，装置与处理硬件之间的距离是造成并非无关紧要的噪声的原因，并且对检查的准确性有负面影响。

应该注意的是，还有现有技术的解决方案，该解决方案使用用于数据处理和传输系统的基本上分布式的智能结构。

然而，这些解决方案不能为上述需求提供特别有效的答案，并且具有其他缺点和限制。