信息化技術(shù)背景下數(shù)控實訓(xùn)基地的創(chuàng)建研究

摘要：信息化技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)時代的發(fā)展創(chuàng)造了條件，數(shù)控機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)化實現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)化制造奠定了基礎(chǔ)?；诖耍疚膶π畔⒒夹g(shù)背景下數(shù)控實訓(xùn)基地的創(chuàng)建進(jìn)行分析和研究，以數(shù)控實訓(xùn)基地為基點，以創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺作為實現(xiàn)數(shù)控網(wǎng)絡(luò)信息管理的跳板。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)化制造;數(shù)控網(wǎng)絡(luò)化;嵌入式

中圖分類號：G712;TG659-4?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?文章編號：1672-9129（2020）10-0142-01

引言：將計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、制造技術(shù)三者有機(jī)結(jié)合，是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化制造的根本要素。以數(shù)字化信息為基礎(chǔ)，保證生產(chǎn)產(chǎn)品的生命周期，不僅要強化數(shù)控實訓(xùn)基地加工設(shè)備的效率、自動化水平和準(zhǔn)確度，還需要高度重視信息技術(shù)方面標(biāo)準(zhǔn)化與數(shù)字化，保證交換信息時網(wǎng)絡(luò)良好、處理信息時智能快速。數(shù)控系統(tǒng)是控制加工設(shè)備的核心，是基層信息加工的處理方法。所以，數(shù)控設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化是實現(xiàn)真正的網(wǎng)絡(luò)化制造的根本。

1?數(shù)控網(wǎng)絡(luò)化類型

1.1通過串口實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。通常情況下，數(shù)控系統(tǒng)中都帶有串行通信接口，例如RS232或是RS485，憑借串行通信接口能夠保證數(shù)控加工的程序以及相關(guān)信息配置參數(shù)的傳遞。監(jiān)控計算機(jī)借助RS232接口和數(shù)控系統(tǒng)溝通以實現(xiàn)數(shù)控程序的有效分配，通過局域網(wǎng)和其他計算機(jī)做到信息互通，保證產(chǎn)品生產(chǎn)調(diào)度的有效管理[1]。通過相互通信的方式能夠使從前只有串口的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行連接，保證信息交互傳遞順暢。

1.2通過現(xiàn)場總線實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。近年來，數(shù)控實訓(xùn)基地現(xiàn)場總線技術(shù)在制造行業(yè)中應(yīng)用越發(fā)廣泛，如今數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的交換，支持現(xiàn)場總線技術(shù)。數(shù)控機(jī)床間、數(shù)控機(jī)床和計算機(jī)之間通過現(xiàn)場總線也能夠相互連接，以完成FMS等復(fù)雜的控制要求。通過聯(lián)網(wǎng)的方式結(jié)合信息的形式及通信的規(guī)則將控制網(wǎng)絡(luò)與上層管理網(wǎng)絡(luò)拆開，以局域網(wǎng)形式對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理，保證數(shù)控系統(tǒng)間通信順暢。

1.3通過局域網(wǎng)實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。目前，數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展更加趨向于體系結(jié)構(gòu)較為開放、智能化的數(shù)控系統(tǒng)方向發(fā)展，且控制功能也有所強化，逐漸轉(zhuǎn)向具有一定自主性和管理決策功能的方向發(fā)展?；跀?shù)控系統(tǒng)的發(fā)展導(dǎo)向，使得數(shù)控系統(tǒng)之間、數(shù)控系統(tǒng)和其他單元之間的信息傳遞變得越來越復(fù)雜，在信息量還在不斷增加的情況下，具有以太網(wǎng)的數(shù)控系統(tǒng)才是實現(xiàn)發(fā)展的基礎(chǔ)。所以，實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)通信順暢的方法主要是通過以太網(wǎng)和其他數(shù)控機(jī)床及上層管理計算機(jī)間進(jìn)行通信，通過現(xiàn)場總線與底層設(shè)備、儀表傳感器及執(zhí)行器間進(jìn)行通信。

2?數(shù)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

2.1數(shù)控網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控系統(tǒng)主要由Internet/Intranet和WEB的廣域網(wǎng)絡(luò)數(shù)控系統(tǒng)與工業(yè)以太網(wǎng)的車間級網(wǎng)絡(luò)數(shù)控系統(tǒng)組成，而組成廣域數(shù)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分是車間級的工業(yè)以太網(wǎng)數(shù)控系統(tǒng)。易于操作的數(shù)控程序是主要由用戶輸入信息，或是連接到計算機(jī)通過RS-232接口再輸入到數(shù)控系統(tǒng)當(dāng)中[2]。所以，在計算機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)中應(yīng)該增設(shè)一個網(wǎng)絡(luò)接口，保證數(shù)控系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)之間通信順暢。

2.2數(shù)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的硬件設(shè)計。嵌入式網(wǎng)絡(luò)接口單元是數(shù)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基礎(chǔ)硬件設(shè)計結(jié)構(gòu)。嵌入式網(wǎng)絡(luò)接口單元主要由嵌入式微控制器與多路選擇開關(guān)、串行通信電平轉(zhuǎn)換等模塊電路構(gòu)成?；跀?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體性分析，對嵌入式網(wǎng)絡(luò)接口單元的控制器要選擇運行速度快、運行效率高、有多個替換串口，以保證數(shù)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計需求與正常運行。串口電平轉(zhuǎn)換電路主要有兩個組成部分，一部分是嵌入式網(wǎng)絡(luò)接口單元與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間的RS232串行通信，選用的芯片規(guī)格是MAX232;另一部分是嵌入式網(wǎng)絡(luò)接口單元與機(jī)床之間的RS485串行通信，選用SN75174芯片。

2.3數(shù)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的軟件設(shè)計。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控系統(tǒng)是由較為零散的數(shù)控系統(tǒng)憑借數(shù)控網(wǎng)絡(luò)接入單元和工業(yè)以太網(wǎng)組成。所以，軟件系統(tǒng)中存在網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)系統(tǒng)或者是互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)管理程序，其中互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)管理程序應(yīng)該包含對每個數(shù)控設(shè)備的程序管理、設(shè)備狀態(tài)管理及產(chǎn)品加工管理進(jìn)程等，還要有承接數(shù)控網(wǎng)絡(luò)接口單元的處理程序[3]。當(dāng)數(shù)控網(wǎng)絡(luò)接口單元接收到網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器傳送來的信息數(shù)據(jù)時，應(yīng)立即明確目標(biāo)機(jī)床的要求，選擇準(zhǔn)確地多路開關(guān)，與目標(biāo)機(jī)床建立RS485通訊信道，等待連接成功，成功后將解出的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綑C(jī)床中。除此之外，數(shù)控網(wǎng)絡(luò)接口單元還應(yīng)該依次詢問各數(shù)控設(shè)備的工作狀態(tài)，及時將信息傳送到網(wǎng)絡(luò)管路服務(wù)器中，保證數(shù)據(jù)庫實時更新。網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器還可以借助網(wǎng)絡(luò)平臺將全新的處理程序輸入到數(shù)控網(wǎng)絡(luò)接入單元中，通過嵌入式程序完成對單元功能的更新與維護(hù)。

結(jié)語：項目工程中的機(jī)床聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是在嵌入式技術(shù)基礎(chǔ)上才得以發(fā)展的數(shù)控網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)。將嵌入式網(wǎng)絡(luò)接口單元作為數(shù)控網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的連接，可以實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)與Internet網(wǎng)絡(luò)的有效通信，可以通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或是專業(yè)數(shù)控管理網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)完成對數(shù)控加工監(jiān)控以及數(shù)控加工程序的有效監(jiān)管。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控系統(tǒng)在實訓(xùn)基地的數(shù)控車間經(jīng)過不斷的調(diào)試，試驗結(jié)果表明信息化技術(shù)背景下的數(shù)控系統(tǒng)不僅運行穩(wěn)定、且實用性較強。所以，信息化技術(shù)背景下的數(shù)控系統(tǒng)能夠增強車間數(shù)控機(jī)床的經(jīng)濟(jì)的效益，還能夠為實現(xiàn)信息共享、促進(jìn)開放式數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展提供便利。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄒峰，何楨，何曙光，崔慶安.網(wǎng)絡(luò)制造模式下質(zhì)量工具集成的研究與應(yīng)用[J].機(jī)床與液壓，2006（11）：16-19.

[2]趙峰，楊文潮，李木子.網(wǎng)絡(luò)化制造實現(xiàn)技術(shù)研究[J].魯東大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2007（4）：323-327.

[3]周峰，黃洪鐘，李劍中，孫占全，李麗，田志剛.網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計和制造[J].機(jī)械，2001（z1）：109-110.

作者簡介：呂曉倩，女，1982年10月，漢，山東桓臺，碩士，講師，單位：山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院，研究方向：數(shù)控技術(shù)。