经济型数控机床网络通讯和控制技术研究

近年来,随着计算机和网络通讯为代表的信息技术的飞速发展和广泛应用,制造业无论是观念,还是技术都发生了很大的变化。传统的以相对固定的机器和生产场所为中心,由上至下进行管理控制的大批量制造生产模式正逐步向以人为中心,基于技术的先进制造生产模式转变。全球制造的思想就是利用异地的资源(设备、知识、人力)来制造市场所需产品,从而加工单元的远程监控技术就成为它的重要组成部分。要实现加工单元的远程监控,首要解决的问题是数控机床的网络通讯和控制技术问题。

本项目就是解决传统经济型的数控机床的网络通讯和控制技术问题,通过网络来实现NC程序的中央服务器集中管理及网络通讯。从而适应现代先进制造技术的发展。

1、需求分析

1.1传统经济型数控机床存在的问题

传统经济型的数控加工设备按数控系统分类主要有:FANUC系统(其中包括3T、7M、HC-6、6MB等)、AB公司系统、国产3B线切割系统等:按数控程序输入/输出通讯接口类型分有三类:一类为仅有RS232/RS422串行口,二类为仅有纸带阅读机8/5单位并行口,三类同时包括前两类接口。这三类机床同时还存在同样的问题就是:内存容量较小,不适应复杂、大型面、高精度、长程序零件的加工:它们的对外接口能力差,没有DNC功能,不能实现在线加工以及网络控制等问题。

1.2希望的解决方案

本着满足最基本的应用需求、且留有一定的可扩充性及性能提高的潜力的前提,来改善数控加工技术应用环境。就此提出了以下解决方案:机床通讯接口的硬件改造,针对各类机床设计相应的通讯接口板卡:通讯控制软件的开发,以实现各机床的单机通讯功能:开发其它辅助功能(如:数控程序中加工信息的提取、数控程序图形模拟、长程序的在线加工等),弥补和增强原数控系统功能:网络体系的选择与通讯协议的定义及网络系统控制软件的开发,实现数控程序的中央服务器集中管理和网络通讯。

2、系统结构

2.1网络系统构成及功能

整个网络系统是由中央服务器、网络接口、双向数据转换器、现场服务器、1分N口并行数据收发器、数据接收器以及经济型数控机床等组成。

中央服务器是整个网络的中枢部分,它主要完成的是对各级服务器的整体控制。它采用后台中断工作模式,不需要人的干预,而且其前台还可以进行其他工作。

现场服务器是客户端,既担任起数控服务器的功能,又具有强大的网络通讯功能,它接受中央服务器下达的各项任务:从网络上获取由中央服务器传来的数控加工程序的数据信息,并把这些数据信息传送到NC文件库:将已加工过的数控程序反馈到中央服务器。能从系统的NC文件库中提取相应的数控代码,并从中提取有关的加工零件数据和信息,对其进行处理,实现NC程序的图形模拟等工作。另外,对需用长程序的零件加工,现场服务器还完成长程序的在线加工任务。

现场服务器可同时服务于多台数控设备,根据需要在车间一定的空间范围内(比如:一个小的工作间,一个小的局部区域)设置网络节点,放置一台PC机作为现场服务器,一台服务器根据实际需要靠选用1分N口并行数据收发器来服务于多台数控设备。

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