硕士论文-数控机床DNC通信在车间级网络化制造中的应用研究

合肥工业大学硕士学位论文数控机床DNC通信在车间级网络化制造中的应用研究姓名：崔洪坤申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：朱华炳20080401数控机床DNC通信在车间级网络化制造中的应用研究作者：崔洪坤学位授予单位：合肥工业大学相似文献(10条)1.期刊论文韩庆瑶.李贺.HANQing-yao.LIHe基于CAN总线的数控机床DNC通信系统设计-仪表技术与传感器2009,(4)目前,国内数控加工多为分散加工,网络化程度低,效率有待提高.利用CAN总线可实现工控计算机与数控机床高效DNC(DirectNumericalControlorDistributedNumericalControl)联网通信.采用C8051F040微控制器为核心构成通信节点电路,以CAN总线连接上位机与多台数控机床,实现数控机床的直接数字控制与并行加工,提高了数控机床管理水平和加工效率.2.学位论文王魁基于工业以太网的数控机床DNC通信系统研究与开发2009DNC（DirectNumericalControl或DistributedNumericalControl）是一种车间级数控机床组网与通信的技术，它具有投资小、见效快等优点。尤其FMS（FlexibleManufacturingSystems）被实践证明具有物流投资大、建设周期长等弊端后，DNC更是得到了快速地发展，它是一种适合我国制造企业实际情况的车间自动化技术方案。DNC通信系统是DNC其它功能实现的基础。本论文首先研究了传统的DNC通信系统常使用的通信技术，如串行通信技术和现场总线技术，并分析了它们实现DNC通信的优势和不足；然后介绍了一种当前发展较新的DNC通信系统方案——采用局域网技术实现DNC通信。针对串行通信技术和现场总线技术实现DNC通信系统的不足，论文提出采用工业以太网技术实现DNC通信。论文从工业以太网的确定性、实时性和安全性等方面，论述了工业以太网技术应用到DNC通信系统中的可行性，设计了基于工业以太网技术的DNC通信系统的硬件实施方案，包括网络拓扑、硬件构成和各组成部分的作用。在上述工作的基础上，重点研究了采用套接字技术实现网络通信的方法，给出了实现一个套接字对象在多个对话框中共用的解决办法，并在网络的应用层设计了本DNC通信系统的通信协议；为了使DNC服务器能够同时响应多个客户的请求，着重研究了基于多线程技术的套接字编程技术，并采用线程同步控制技术实现了线程间的同步。使用MFC（MicrosoftFoundationClass）开发了一个DNC通信系统，此DNC通信系统包括服务器端和客户端应用程序，实现的主要功能有：数控加工代码的下载和上传、在线加工、工艺文件的下载和上传、用户管理、权限管理和日志管理等。最后，为开发的应用程序设计了测试方案，在单用户和多用户两种状态下，验证了开发的DNC通信系统能够满足设计要求，系统运行稳定。3.学位论文李伟集成制造车间DNC系统无线通信技术的研究与应用2005本文主要介绍了数控车间DNC集成控制系统的关键技术以及软、硬件系统设计。DNC系统是制造企业信息化制造中的重要一环，而通信又是DNC系统的基础。本文提出了以无线通信方式实现DNC通信系统，阐述了基于无线通信方式实现的优点，并设计切实可行的方案，介绍了点对多点的DNC通讯系统。本文设计了一种新的基于无线通信方式实现的异构数控系统联网方案——基于无线通信方式的通讯控制器，并且开发了用VisualC++开发的DNC系统上层通信软件部分。本文在研究DNC技术的基础上，从数控车间的实际情况出发，通过对机床信号的分析，提出了一种可行的、适用于不同数控机床之间信息传输方案，实施性好、又减少了改造机床的风险，可实现对机床的有效控制，也为进一步完善DNC通讯系统做好了准备。本文采用的无线网络技术实现了加工工作站与数控机床之间的通讯，利用无线网络的优势，可以灵活高效率的方式实现交互式对话。本系统采用蓝牙核心技术设计的nRF系列数字无线传输芯片搭建的无线传输模块，可实现一点对多点的数控程序的上传下送，满足中小型数控车间的数据吞吐量。本文开发了相应的串行通讯软件，通过串行方式实现加工工作站与加工工作站侧接入处理模块之间的数据传输，该软件可根据不同的机床情况进行通讯参数的设置，方法简便，而数控机床与数控机床侧前端处理单元之间采用单片机实现串行通信，具有灵活、投资少等特点。该DNC通讯系统初步实现了单元控制器、加工工作站和数控机床之间的通讯，为今后进一步实现车间生产自动化奠定了基础，而随着无线局域网(WLAN)的日益成熟和普及，本文设计的无线数字传输模块可采用WLAN方式通过接入点实现与工厂网络以至因特网的互连，具有较好的应用前景。4.期刊论文闫伟国.王敏杰.王敏锐基于以太网和TCP/IP的DNC通信技术研究-大连理工大学学报2003,43(1)在分析DNC通信技术的基础上,提出了一种新型的基于以太网和TCP/IP的DNC通信技术.该技术通过TCP/IP/RS232串口服务器实现了数控机床和以太网的连接.这种通信方法具有速度高、兼容性好和成本低等优点.利用这种技术建立的DNC系统已经应用到生产中.5.学位论文马韧宾面向网络化制造的DNC通信及资源共享技术研究2005网络化制造作为网络经济的一种运行模式已经渗入到企业生产经营活动的各个环节,需要企业建立一种面向市场需求具有快速响应机制的网络化制造模式.网络化制造下的DNC(NetWorkedDNC)系统成为一种实现数控信息集成和设备集成的主要形式,为我国串行接口数控机床的联网、数控程序传输以及数控资源网络共享提供了有效的解决方法.本文将主要研究网络化制造下的DNC通信技术,并构建了数控资源网络共享平台.在分析以太网特点的基础上确定了以太网用于DNC通信的可行性.构建了交换式以太网的DNC通信结构和NetWorkedDNC系统实施体系结构模型.使用同时具有以太网接口和I/O接口的BL2100Smartcat单片计算机作为串口服务器,实现了数控机床的联网.根据DNC传输平台的功能,利用Windows提供的网络编程接口Socket,在VisualC++编程环境下实现了DNC传输平台的程序开发.通过建立数控程序传输线路规程解决了数控程序传输的速度匹配问题.根据串口服务器的通信功能要求,利用BL2100串口服务器μC/OS-Ⅱ实时嵌入操作系统对抢先式多任务的支持,在DynamicCPremier软件开发环境下实现了DNC串口服务器的程序设计.采用B/S三层模式的网络体系结构、ASP技术和ADO动态数据库访问技术,构建了数控资源网络共享平台,实现了机床信息的数据库管理和网络发布,数控代码的异地仿真和传输,大大提高了数控机床的利用率.对交换式以太网的DNC通信系统进行了实验验证,证实了交换式以太网的DNC通信技术是完全可行的,也是可靠的.6.会议论文王雅萍.马德毅数控机床DNC网络化制造集成系统本文介绍了用以太网接口取代原有的RS232串行接口,将DNC通信模式提升至以太网的TIP/TP模式,从信息采集的角度,阐述了系统的物理、逻辑和程序结构,介绍了机床信息采集系统的功能模型,建成一个基于以太网的数控机床集成系统.该集成系统开发了一些新的服务于网络下的新功能,并为与管理层、设计工艺层的信息接入提供了一个网络化的平台,可保证随时监测现场情况和现场数据,实时收集各数控机床上传的设备工作状态、加工对象、加工程序段、运动坐标、故障信息等.能实时动态的掌握每台设备的运行数据进行统计、分析,实现了计划和调度的随时优化;可通过网络获得更多的信息;具备远程诊断和维护能力。7.学位论文闫伟国网络化制造模式下DNC关键技术研究2003该文对网络化制造模式下的DNC系统—Web-DNC系统的构建技术进行了研究,以系统实现的关键技术-DNC通信技术和数控资源集成服务平台构建技术的研究为核心内容.在分析网络化制造特点的基础上,确定了Web-DNC系统的功能要求,即强调车间数控加工信息的集成,支持基于网络的制造数据共享、基于网络的实时监控功能和跨平台的操作功能.建立了Web-DNC系统实施的体系结构模型,该模型包含用户层、服务层、代理层和设备层四层结构.服务层表示数控资源集成服务平台,代理层表示DNC通信平台和机床信息采集平台.以串行通信机床为研究对象,在分析和比较各种通信结构的基础上,面向不同的应用对象,Web-DNC系统的通信结构可以采用局域网结合点对点式结构或局域网式结构.与此相对应,代理层的实现存在点对点式通信和局域网式通信两种方式.提出了针对串行通信数控机床构建局域网式DNC通信结构的技术方案,即基于以太网的DNC通信技术.以太网技术的发展尤其是网络带宽和交换技术的发展已经使基于以太网的DNC通信技术成为可能.该文从数据传输的稳定、正确和及时三方面要求研究了这种通信技术的可行性.在分析系统的关键部件DNC控制器的性能原理和要求的基础上,选择BL2010单片计算机作为DNC控制器.建立了基于以太网的DNC通信的功能模型.针对DNC通信系统的特殊数据传输要求,建立了数控传输线路规程,采用缓冲控制方法实现了数控程序传输速度的匹配,给出了该技术方案中相关的参数.根据此系统的功能模型和数据传输线路规程,详细分析了DNC通信平台、事件接收平台和DNC控制器内核的实现方法.该通信技术用具有网络接口的单片机集成实现了数据传输、机床状态采集和网络发布.这种结构减少了DNC通信的结构层次,使数控机床通过DNC控制器直接接入车间以太网,实现了全车间信息的完整性、通透性、一致性.降低了DNC系统的实施成本,是一种简洁高效的DNC通信解决方案.对基于以太网的DNC通信系统进行了实验验证,采用模拟实验和现场实验分步进行的方式,通过实验测试,证实了了基于以太网的DNC通信技术是完全可行的,也是可靠的,所采用的缓冲控制技术可以很好的实现数据传输速度的匹配.研究了Web-DNC系统中服务层即数控资源集成服务平台的构建技术,分析了平台结构,设计了该平台构成的各功能模块.对平台构建的关键技术,动态交换技术、web服务器和数控库服务器的连接以及系统web平台的构建,提出了相应的实现方法.8.学位论文毛泽平基于Web的NC代码异地传输方法研究2005随着计算机网络技术的迅猛发展,制造业的功能内涵和运作模式都发生了深刻变化,网络化制造已经成为企业运作的一种模式.作为重要资源的数控机床需要实现联网运行.针对我国大多数企业的数控机床为串行机床,无法直接接入网络,因此面向网络化制造的DNC(DirectNumericalControlorDistributedNumericalControl)系统成为一种实现数控信息集成和设备集成的主要形式.面向复杂曲面的数控编程是一个专业性很强的工作,NC代码的异地传输成为网络化制造的一项重要内容.因此,本文研究了面向网络化制造的DNC通信技术,并构建了NC代码传输平台.以太网的发展尤其是网络的带宽和交换技术的发展,已经使基于以太网的DNC通信技术成为可能.采用基于以太网的DNC通信结构的技术方案,使用同时具有以太网接口和I/O接口的BL2010单片计算机作为串口服务器,实现了数控机床的联网.针对基于以太网的DNC通信系统的特点,建立了数控程序传输线路规程,采用缓冲区控制方法,利用Windows提供的网络编程接口Socket,在VisualC++编程环境下实现了DNC通信平台的程序开发.利用BL2010串口服务器μC/OS-Ⅱ实时嵌入操作系统对抢先式多任务的支持,根据DNC串口服务器的通信要求在DynamicCPremier软件开发环境下实现了DNC串口服务器的内核设计.对基于以太网的DNC通信系统进行了实验验证,证实了基于以太网的DNC通信技术是完全可行的,也是可靠的.采用B/S三层模式的网络体系结构、ASP技术和ADO动态数据库访问技术,构建了NC代码的异地传输平台,实现了机床信息的数据库管理和网络发布,数控代码的异地仿真和传输,大大提高了数控机床的利用率.9.期刊论文韩庆瑶.