一种网络化开放式可监控数控系统的研究

论文摘要

我国己经成为世界上各类机床拥有量最多的国家,提高国产机床的整体水平,是我国工业发展的重中之重。90年代以来,PC技术的引入为数控技术的发展提供了机遇,为数控系统向开放式、模块化、网络化、及智能化方向的发展提供了可能。随着数控系统模块化的发展,数控系统的很多功能单元已经拥有了单独的控制器和运算器,具有了独立的数据指令处理体系,迫切需要以一种全新的优化方式和拓扑结构融入到数控系统的功能框架中。现场总线的出现为这种变化提供了可能。本文以基于PC架构的控制器为核心,用Profibus总线和SERCOS总线将各组成单元有机的联系起来,实现数控加工的正常控制和现场信号的采集、监测与上传。上层监控网络结合Internet技术和数据库技术,采用三层C/S构架的信息交互模式。实现了三层功能。现场监控层:了解和掌握机床的运行状态,按照用户设定的监控策略有选择的对机床的主轴驱动功率、扭矩、电压、电流和主要工作部位的动态信号进行多参数在线监测和分析;监控诊断管理层:负责整个系统的监控和管理;远程诊断层:通过Internet与监控诊断层连接,读取各种数据,运行客户端诊断软件进行故障的分析与诊断,将诊断结果返回客户端。最终底层网络上传的数据存储在数据库服务器中,实现全系统的数据共享。综上,本文以总线技术为基础,结合网络技术、组件技术和数据库技术设计了一种开放式可监测的数控系统。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 数控机床的发展方向
• 1.3 数控机床故障诊断
• 1.4 提高数控机床故障诊断技术的必要性
• 1.5 课题的背景和研究意义
• 1.6 论文选题意义及主要完成的工作
• 第二章 系统平台的框架结构
• 2.1 平台的总体结构
• 2.2 基于PC的开放式数控系统的选取
• 2.3 本章小结
• 第三章 数控系统的硬软件框架体系
• 3.1 传统数控系统硬件平台的框架
• 3.2 基于总线技术的底层设备互联网络的硬件平台
• 3.2.1 基于总线技术的底层设备互联网络的硬件平台
• 3.2.2 系统采用的总线的特点及功能分析
• 3.2.3 SERCOS总线
• 3.2.4 Profibus总线
• 3.2.5 各个模块基本结构与功能
• 3.3 控制器软件结构图
• 3.3.1 控制器软件模型方法
• 3.4 本章小结
• 第四章 监测系统硬软件框架体系
• 4.1 机械状态监测
• 4.2 机械监测技术硬件选用
• 4.2.1 压电传感器信号调理
• 4.2.2 抗混滤波
• 4.2.3 程控增益放大器
• 4.2.4 基于反馈式变频器的宽范围信号调理电路的设计
• 4.2.5 基于反馈式变频器的高信噪比电路设计
• 4.3 本章小结
• 第五章 基于设备故障诊断网的上层网络
• 5.1 上层网络的结构设计
• 5.2 系统模块规划及其实现
• 5.3 软件实现
• 5.3.1 服务器端软件实现
• 5.3.2 客户端软件实现
• 5.3.3 服务器数据库实现
• 5.4 系统实现的关键技术
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢