随着网络经济时代的到来,制造业正经历着一场深刻的变革,利用网络(Internet/Intranet/Extranet)这一强大的支撑环境,结合制造业本身的业务流程的特点,探索新世纪制造业如何应对动态多变的内外环境,许多新思维新概念应运而生,如敏捷制造、虚拟制造、网络化制造等等,可以说制造网络化是现代制造业发展的主要趋势之一.
数控机床的远程控制是支持全球化制造的使能技术之一,提供了实现异地制造的一种手段,因此将成为实现网络化制造的基础.利用计算机远程控制技术所提供的网络技术支持,结合数控机床从远程控制角度所划分的两种主要模式,讨论了系统实现的软硬件体系结构和实现方法.
数控机床远程控制的两种结构自从美国学者在80年代提出开放性思想以来,由于采用通用高性能计算机和通用OS使数控系统的具有极强的接口性能,大大降低了开发成本、提高了系统的性能.因此开发具有开放性特征的数控系统成为一个显著的发展趋势.开放性数控系统对TCP/IP的完美支持使对其的远程控制只需花费很小的代价.
由于远程控制端与开放性数控系统都具有TCP/IP的Socket接口,使得应用程序的开发不必考虑底层通讯细节,主要精力将集中在基于C/S模式下软件的交互上.同时, CNC系统软件的可扩展性将决定远程控制的实现难易度,一个好的面向对象编程语言的接口将会极大提高服务器端的功能的全面实现,即拓展了远程控制端的功能范围.
对于传统的封闭型的数控系统,采用PC前端,通过RS232或RS485/RS232转换器等串行通讯接口与数控机床建立通讯,进而实现代码传送,机床状态反馈等也是可以采用的实现数控机床联网进而实现远程控制的一种折衷方案.
由于实际当中MAP和TOP并没有成为广泛采用的连接工业现场各种自动化设备的现场通讯协议,如FANUC采用3964R协议, CINCINNATI采用RSIO协议等等,所以,以PC技术为硬件平台,采用软件技术实现异构系统通讯的方法成为解决问题的有效手段.
此外,平台技术也吸引了国外大的计算机公司介入开发,商品化软件已经相继推出.一种小型的DNC系统,适合数控系统的改造,此时PC作为了小系统中的主控机来实现分散的控制.
实现数控机床远程控制的软件结构数控机床远程控制软件分远程控制端和服务器端两部分.软件设计中的细节问题:
(1) Windows自带的MSComm控件对RS232的底层动作细节进行了封装,因此使用高级语言可以不必考虑底层的通讯细节,但这种封装是以牺牲底层编程灵活性为代价的,所以校验就显得极为重要,实际上,通讯程序模块大部分的工作是做出错的处理和校验上,以此为程序的正常运行提供保障.如果采用汇编语言与C++语言构建DLL串行通讯程序,则使编程复杂,但却带来速度快,灵活性增强的特点.
(2)流式套接字(SOCK-STREAM)提供了一种可靠的面向连接的数据传输方法,数据无差错、无重复的发送,且按发送的顺序进行接收.不管对单个的数据包,还是整个数据包,流式套接字都提供一种流式数据传输.此外,在数据传输时,如果连接断开,应用程序会被通知.因此,远程控制应该采用流式数据传输,而且应用程序必须注意检测意外发生的事件,防止发生崩溃.
网络安全策略远程控制的安全性是非常关键而又复杂的问题,主要包括信息的完整、保密和可用等因素.采用加密性网络安全技术可以提供网络通信的端到端的安全保障.防火墙技术也能提高服务器端的安全等级,此外,漏洞扫描和入侵检测技术对提高系统安全性能也带来好处,所以,安全性是一个综合性的技术问题.
结论数控机床远程控制离不开CAD/CAM/CAE及仿真技术等先进技术的支持,在传输数控代码之前,图形的远程发布、浏览与仿真是实现可靠加工的前提.此外,数控机床的远程故障诊断、状态检测等也是实现数控机床远程控制的必要条件,是网络化制造必须解决的关键技术问题,因而成为目前应用研究中的热点.
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