开放式数控系统网络通讯的研究

论文摘要

随着制造业的发展和中小批量生产的趋势日益增强,用户对数控机床的柔性和通用性提出了更高的要求,希望市场能提供迅速、高效、低成本的构筑面向用户且能满足不同加工需求的控制系统,以此来大幅度地降低维护和培训的成本,与此同时,还要求新一代数控系统具有方便的网络功能,以适应未来车间面向任务和定单的生产组织和管理模式。开放式数控系统给数控生产厂家、机床制造厂和用户都带来了许多益处,它是数控技术发展的必然趋势。本课题针对开放式数控系统中的网络通讯模块的结构模式进行了研究,提出了建立开放式数控系统网络通讯的以太网式结构。本文研究的主要内容如下:①针对我国制造企业现状,并结合我院的实际,建立了开放式数控系统的结构体系及串行异构数控机床的以太网式数控系统的结构。②在分析以太网开发模块RCM2250和串行通讯协议的基础上,研究基于开放式数控系统的网络通讯硬件和软件实现方法。③在分析以太网和TCP/IP协议的基础上,分析DNC服务器的网络通讯程序设计方法,实现了数控机床与CNC主机通过以太网进行连接和通信。经现场调试和使用,整个设计被证明是切实可行的。此外,该方案还具有较高的研究意义和社会经济价值,但与完善的开放式数控系统体系相比却还有一定的差距。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 数控系统的发展史
• 1.2 开放式数控的产生和发展
• 1.2.1 开放式数控的产生背景
• 1.2.2 国外开放式数控系统的发展及现状
• 1.2.3 国内开放式数控系统的发展及现状
• 1.3 有待研究的问题
• 1.4 课题的来源及研究意义
• 1.5 课题的主要研究内容
• 1.6 本章小结
• 第二章 开放式数控网络通讯系统实例的总体结构及通讯技术介绍
• 2.1 开放式数控系统的概念模式
• 2.2 数控实训中心所面临的问题
• 2.3 实例的开放式数控系统的结构体系
• 2.3.1 实例的开放式数控网络通讯系统的目标
• 2.3.2 开放式数控网络通讯系统的通讯方案选择
• 2.3.3 数控实训中心开放式数控通讯系统网络的总体结构
• 2.4 数控机床的以太网 CNC 系统的通信技术介绍
• 2.4.1 数控机床常用串行通信技术介绍
• 2.4.2 以太网DNC 网络通信协议介绍
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于开放式数控系统的网络通讯硬件实现设计
• 3.1 主要实现功能
• 3.2 主要技术指标
• 3.3 网络通讯总体架构
• 3.4 通信器硬件设计
• 3.4.1 通讯器的选择
• 3.4.2 RCM2250 结构与功能介绍
• 3.4.3 通信器的通讯接口设计
• 3.4.4 RS-232C/RS-422 转换器选择
• 3.4.5 RS-232C 电平与TTL 电平的转换电路设计
• 3.4.6 通信器的电源设计
• 3.4.7 通信器的备用电池电路设计
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于开放式数控系统的网络通讯软件分析设计
• 4.1 软件需求分析与可行性分析
• 4.1.1 软件需求分析
• 4.1.2 软件可行性分析
• 4.2 网络通讯系统的总体设计
• 4.2.1 网络通讯系统软件的设计思想
• 4.2.2 网络通讯系统的运行环境
• 4.2.3 业务流程设计
• 4.2.4 系统处理流程
• 4.3 通信器软件模块设计
• 4.3.1 通信器的网络通信程序
• 4.3.2 通信器的串口到DNC 服务器的网络通信程序设计
• 4.3.3 通信器的以太网到数控机床的通信程序设计
• 4.4 DNC 网络通讯服务器设计
• 4.4.1 DNC 系统软件体系结构
• 4.4.2 DNC 系统软件的数据模型设计
• 4.4.3 DNC 网络通讯服务器程序实现
• 4.5 本章小结
• 第五章 开放式数控系统的网络通讯的实现
• 5.1 网络通讯的实现
• 5.2 通讯中的问题与分析
• 5.2.1 传输数据的可靠性问题
• 5.2.2 信息安全问题
• 5.2.3 连接数控机床数量的问题
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果