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龙图腾网获悉广东伊莱斯电机有限公司申请的专利数控机床的实时运动控制系统及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116578039B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-03发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310332254.2，技术领域涉及：G05B19/406；该发明授权数控机床的实时运动控制系统及方法是由宋家牧;李炳燃;叶佩青;张辉;刘光枝;李海春设计研发完成，并于2023-03-31向国家知识产权局提交的专利申请。

本数控机床的实时运动控制系统及方法在说明书摘要公布了：本公开提供的数控机床的实时运动控制系统，包括边缘计算节点和现场网关控制器；边缘计算节点部署在本地PC中，与现场网关控制器进行非实时通讯，以向现场网关控制器下发由多组控制指令构成的控制指令集并接收由现场网关控制器上传的由底层执行系统反馈的待加工机床各轴的多租运动位置数据构成的运动位置数据集；现场网关控制器运行在实时操作系统环境下，用于分别执行与边缘计算节点的非实时数据通讯任务和对底层执行系统的硬实时插补控制任务，并设有用于实现两种控制任务间数据同步的数据下发同步区和数据上传同步区。本公开提供的数控机床的实时运动控制系统，克服了运动控制计算量与数控加工实时性之间的冲突，且开放性及可扩展性强。

本发明授权数控机床的实时运动控制系统及方法在权利要求书中公布了：1.一种数控机床的实时运动控制系统，其特征在于，包括边缘计算节点和现场网关控制器； 所述边缘计算节点，部署在本地PC中，包含运动控制模块和网络管理模块，其中：所述运动控制模块，包括译码子模块和运动规划子模块，所述译码子模块用于对输入的加工G代码进行编译解释，并根据所述运动规划子模块所需的输入数据格式生成加工指令，所述运动规划子模块用于将命令标志位和根据所述加工指令计算生成的插补点数据集生成控制指令集，所述命令标志位为由操作人员在加工前或加工过程中设定的用于底层执行系统的速度倍率调整和紧急停止的指令，所述控制指令集包含多组控制指令，每组所述控制指令中包含若干个控制数据；所述网络管理模块用于根据控制需求建立所述边缘计算节点与待加工机床的所述现场网关控制器之间的非实时通讯，并存储有各现场网关控制器对应的IP地址及通讯端口，所述通讯端口分为数据下发端口和数据上传端口，所述网络管理模块经数据下发端口与所述现场网关控制器进行控制数据的通讯，每次通讯下发一个所述控制指令集； 所述现场网关控制器，运行在实时操作系统环境下，包括非实时数据通讯模块、硬实时插补控制模块、数据上传同步区和数据下发同步区，其中：所述非实时数据通讯模块在每个非实时数据通讯的控制周期中，一方面将接收到的所述控制指令集存储到所述数据下发同步区，另一方面将所述数据上传同步区中的多组运动位置数据合并为一个运动位置数据集，经数据上传端口传输至所述网络管理模块；所述硬实时插补控制模块在每个硬实时插补控制周期中，从所述数据下发同步区提取一组所述控制指令，根据其中的命令标志位对插补点数据进行预处理，生成该硬实时插补控制周期内的位置控制数据，并经过工业以太网总线传输至底层执行系统，同时接收底层执行系统返回的一组机床各运动轴的实时运动位置，并将其存储到所述数据上传同步区；所述数据下发同步区的数据写入速率大于其数据读取速率，所述数据上传同步区的数据读取速率大于其数据写入速率； 所述现场网关控制器实现数据同步的方法包括： 步骤a1、建立两个先入先出的数据同步队列，分别作为所述数据下发同步区和所述数据上传同步区，设边缘计算节点下发的一组控制指令所包含控制数据的总个数为n1，现场网关控制器上传的一组运动位置数据的总个数为n2，边缘计算节点与现场网关控制器的非实时通讯周期的理论值和实际值分别为Tn和Tnt，现场网关控制器与底层执行系统的硬实时数据通讯周期为Tr，则单个控制指令集包含的控制指令组数m1与单个运动位置数据集所包含的运动位置数据组数m2为：m1＝m2＝TnTr，数据下发同步区的存储大小d1以及在边缘计算节点与现场网关控制器的数据下发过程中的单次通讯数据量s1为：d1＝s1＝in1m1，数据上传同步区的存储大小d2以及在边缘计算节点与现场网关控制器的数据上传过程中的单次通讯数据量s2为：d2＝s2＝in2m2；i为控制指令集及运动位置数据集中的每个数据所占存储空间； 基于TCP通讯的非实时性，设Tn∈Tmin,Tmax‑Δt，Tnt∈Tn‑Tr,Tn，其中，Tmin为边缘计算节点与现场网关控制器的非实时通讯周期的最小值，根据边缘计算节点一次下发的数据至少要满足硬实时插补控制模块进行2次插补控制的数据需求，设Tmin取为2Tr；Δt为TCP的最大通讯时延，Tmax为边缘计算节点与现场网关控制器的非实时通讯周期的最大值，根据单次通讯的数据量不超过TCP通讯的最大传输单元1500Byte的要求设定Tmax，计算公式如下： 步骤a2、当所述边缘计算节点向所述现场网关控制器下发一个控制指令集时，所述非实时数据通讯模块检测所述数据下发同步区是否有空余，若存在空余则按照数据写入速率v1依次写入下发的所述控制指令集中的m1组控制指令，每次写入一组控制指令，直至数据下发同步区已写满，则堵塞边缘计算节点和现场网关控制器的数据下发端口直到所述硬实时插补控制模块按照数据读取速率v11提取数据下发同步区中的一组控制指令集，硬实时插补控制模块对该提取的一组控制指令进行预处理后生成一组位置控制数据并经过工业以太网总线传输至底层执行系统；其中，数据下发同步区的数据写入速率v1和数据读取速率v11分别为： 步骤a3、在加工过程中，底层执行系统的伺服驱动器通过工业以太网总线实时反馈伺服电机的位置信息到现场网关控制器的硬实时插补控制模块，硬实时插补控制模块将每个插补周期中各伺服电机的位置信息按照运动位置数据的格式整理为一组运动位置数据并检测数据上传同步区是否有空余，若存在空余，则将该组运动位置数据按照数据写入速率v22放入数据上传同步区中，现场网关控制器的非实时数据通讯模块检测数据上传同步区是否写入数据，若不存在写入数据，则等待直至检测到数据上传同步区写入数据，若存在写入数据，则按照数据读取速率v2读取一组运动位置数据，当读取的组数达到了运动位置数据集的规模n2，则将读取的多组运动位置数据合并为一个运动位置数据集经数据上传端口传输至所述边缘计算节点的网络管理模块；其中，数据上传同步区的数据写入速率v22和数据读取速率v2分别为：

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