數控車床系統(tǒng)XY工作臺與控制系統(tǒng)設計

數控車床系統(tǒng)XY工作臺與控制系統(tǒng)設計,數控車床系統(tǒng)XY工作臺與控制系統(tǒng)設計,數控車床,系統(tǒng),xy,工作臺,控制系統(tǒng),設計 黃河科技學院畢業(yè)設計（文獻翻譯） 第10 頁 單位代碼 0 2 學 號 080105655 分 類 號 TH6 密 級 秘密 畢業(yè)設計 文獻翻譯 院（系）名稱 工學院機械系 專業(yè)名稱 機械設計制造及其自動化 學生姓名 金賀 指導教師 薛東彬 2012年 3 月 10 日  針對不同的數控機床一個基于互聯網的機床檢查計劃 Dong-ttoon Kim 情報和精密機械部門，韓國機械和材料研究所,大田305 - 343,韓國 Sun-Ho Kim 機電工程專業(yè)本科工程,東義大學，Busan 614 - 714釜山、韓國 Kwang-SIK KOH 電氣工程和計算機科學學院，慶北國立大學，大邱廣域市702-701，韓國 摘要 本文提出了一個基于互聯網的機床檢查與數字控制機床(CNC)技術。根據其體系結構的不同，數控機床分為兩種類型：一種是封閉式控制結構（CAC），它是傳統(tǒng)的數控機床；一種是開放式控制結構（OAC），這是最近推出的PC-based控制器。由于CAC有一個封閉的架構，所以它依賴于數控機床供應商制定的規(guī)格。而因為這一點，它的應用程序很難在數控領域為用戶所實現。近日，傳統(tǒng)的數控機床已被基于PC的開放式數控機床所取代。然而，現在還有很多傳統(tǒng)的數控機床在OAC配備不足的車間工作。對于CAC和OAC數控機床基于互聯網的檢查，一個合適的系統(tǒng)環(huán)境是必要的。通過這項研究，對包括CAC和OAC在內的各種CNC在專業(yè)化生產系統(tǒng)進行全球化管理，對各種CNC基于互聯網的檢查設計一個合適的環(huán)境，并對CAC和OAC檢查方法作比較。這項研究成果可作為一個數控機床集成制造系統(tǒng)的全球監(jiān)測和遠程控制的基本模型。在本研究中定義的檢查點分為兩類：結構性點和操作點。前者包括軸承的振動，主軸單元的溫度，和其他期刊管理點，而后者則包括油檢查，夾具鎖/開鎖，加工開/關狀態(tài)。 關鍵詞：基于Internet的檢查方法，變式數控，CAC，0AC 1導言 電腦和互聯網的廣泛使用，導致一個基于Internet的數控機床的控制和監(jiān)測的全球化管理在專業(yè)化生產系統(tǒng)的需求不斷增加。在過去，利用可編程邏輯控制器（PLC）的接觸點，監(jiān)測做為數控機床和制造系統(tǒng)外圍設備的I / O信號。 但是，這個程序已經被限制到CNC內部信息的監(jiān)測。它很難執(zhí)行用戶在數控領域定義的程序，這個程序包括檢查有關CNC的各種監(jiān)測數據，外圍設備和其他外部單位（Rober and Shin, 1995；Lee et.al.,2004）。而所需的用戶自定義程序是數控機床監(jiān)測與遠程站點的通信應用程序模塊。近日，基于PC的開放式結構數控機床取代了傳統(tǒng)的數控機床，從而提供了一個方便的環(huán)境來實現用戶定義的用于遠程監(jiān)視和控制的數控程序（Rober and Shin, 1995；Kwon et.al.,2000；Hong et.al.,2003）。然而，很多傳統(tǒng)的數控機床在OAC配備不足的車間工作。為了做到對這種變式數控機床遠程檢查，應對每個CAC和OAC構建合適的環(huán)境。 現在，我們簡要的概述下相關的研究。關于機床的開放式數控制造系統(tǒng)管理的研究，已經快速的實現了在柔性制造系統(tǒng)和自動配置（Wright，1995）和動態(tài)重新配置（Oldknow and Yellowley，2001）的研究。一個開關函數發(fā)生器的研究解決了在開放式結構機床的維修機制（Kim et al.，2002）。 機床的遠程控制和監(jiān)測客戶端 - 服務器環(huán)境也一直被研究（Oldknow and Yellowley，2003）。這種關于遠程服務的代表性例子是由CNC供應商開發(fā)的工廠窗口和遠程系統(tǒng)（Kim et al.，2000;Kang and Kang，1999）。然而，這些系統(tǒng)的特點是當地的域環(huán)境提高基本的技術支持。此外，這些研究還包括基于互聯網的機床管理，CNC故障診斷的實現和基本的遠程服務（Kim et al.，2003）。在柔性制造系統(tǒng)中基于Web的監(jiān)控也進行了研究（Jung et al.，2001）。此外，還研究了維護數控機床的公共交換電信電話網（PSTN）和數字I / O模塊（Hyun et al.，1998）。 然而，這些研究都集中在CAC機除外的OAC機上，而研究的大多數的服務功能是通過電話線或外部網絡（如Internet）傳輸的監(jiān)測數據。盡管是基于互聯的應用程序，仍要安裝一個開發(fā)商依賴的特殊的客戶端，因為大多數情況下是基于客戶-服務器的配置。在某些特殊情況下，一個額外的內核是必需的。此外，優(yōu)越的數控廠商，如西門子的第三方支持通過互聯網的網絡服務。然而，在這情況下，非常困難的是服務的功能往往不適合車間修改功能。在國內，甚至有部分數控廠商無法服務一般商用的基于互聯網的檢查服務，如通過lnternet的監(jiān)測。出現這種情況是因為大部分的運營商和數控廠商都集中在國內數控市場的穩(wěn)定性和原創(chuàng)能力上面。也就是說，大部分的數控廠商都害怕數控機床因過載而崩潰或因故障造成額外軟件安裝或升級，所以他們支持遠程服務功能?？傊m然對OAC有一些研究，但是少有滿意的設計，而對CAC的研究更是非常缺乏。尤其是，基于互聯網的檢查與CAC和OAC的變種數控機床沒有得到充分的研究報告，由于不便開發(fā)環(huán)境和較差的軟件可移植性。 本文調查申請的方法是基于互聯網的檢查技術，對OAC和CAC兩個變式數控機床進行比較。通過這項研究建議通過基于Internet檢查變式數控機床的有效計劃。首先，遠程檢查和控制與CAC的機床和零部件相關的數字信號，通過使用I / O的嵌入式模塊介紹網頁；其次，本文認為模擬和數字遠程檢查OAC的機器通過實施相關的信號用戶定義的應用程序能夠接口與外部服務器的數控域，并通過數據采集單元（DAU），能夠獲得與連接的數據機及周邊設備的聯系點。 CAC有一個封閉的架構，它是依賴數控協力廠商規(guī)范。由于這一點，就已經很困難，為用戶實施在數控應用程序。因此，一個特殊的，額外的模塊需要基于互聯網的應用程序（塞納科技，2002年）。對于這一點，一個網絡的I / O嵌入式模塊適用于本研究基于互聯網的檢查。模塊直接連接到TCP/ IP網絡與遠程通信網站。為了獲得監(jiān)測數據數控機床，模塊的I / O信號在數控被分配到PLC的I / O信號。另一方面，OAC有一個基于PC的開放式架構，運作獨立于數控供應商的規(guī)范并沒有額外的模塊是必要的，用于連接遠程站點。正因為如此，一個簡單的DAU，這是不直接連接到OAC的主要電路板，而不是直接影響到數控穩(wěn)定，用于信號傳感和數據通過RS232/422行收購無需額外通信設備模塊?；贗nternet的遠程機器檢查與OAC，用戶定義的守護進程的工具通信和應用程序Web服務的形式實現OAC和內部功能內外部服務器?；ヂ摼W通信之間進行數控領域的守護程序外部服務器和網絡腳本程序。 2基于Internet檢查OAC的方法 在OAC的情況，不需要網絡支持附加設備模塊，OAC有一個方便的結構，可以實現網絡應用程序。檢查和獲得機床I / O信號的數據，只需要信號處理板或外部的DAU數據采集。由于大多數OAC是基于單板計算機上的DAU一個緊湊的結構，比板型（Advantech，2002）更有效可以簡單地連接I / O信號。試圖通過監(jiān)測加工狀態(tài)，應用程序通過DAU零部件溫度和振動的檢查方法，可以通知檢查時間和零部件的更換時間。通過這個應用，數控機床及周邊設備的模擬和數字接觸點監(jiān)測使用的DAU。在實驗中，使用外部的I / O的DAU模塊，以減少硬件設備的大小，并盡量減少負荷?；贗nternet的檢查OAC機床配置使用的DAU如圖1RS485通訊內部通過RS232/485轉換規(guī)范。0V至1.5V的范圍內分配一個采樣周期為每秒10次，以獲取模擬傳輸值。為獲取軸承的振動和主軸溫度的實驗，傳輸的模擬值在OAC和DAU之間的通信協議實時監(jiān)控，如圖2所示Subsequently，也進行檢查開/關狀態(tài)的石油和鉗的基本實驗，如圖3所示功能的應用程序代碼，實現在OAC數控域的內部功能。 基于Internet的檢查應用，通訊發(fā)達的守護程序在數控領域實施，在外部服務器由Web服務的Web scr.ipt方案實施，使用vbscrip，JavaScript和活動服務器頁面（ASP），如圖4守護程序之間的網絡通信可以在數控域和外部Web腳本程序。因此，多個客戶端可以監(jiān)控檢查的數據和機器的狀態(tài)，通過收購數字和模擬數據傳輸從外部數據庫的OAC。數控通信服務程序采用標準的開放式數據庫連接（ODBC）和數據處理，利用結構化查詢語言（SQL）查詢。通過這個過程，檢查數據傳輸相關的表中的信息構建在數據庫表中。在互聯網環(huán)境下的遠程檢查，實現了通過設計的應用程序，如圖5所示結果表明，這種檢查方法是有利的，在其方便的開發(fā)環(huán)境在軟件方面，可以很容易地實現用戶定義的應用程序。 圖1基于互聯網的檢查OAC的機器配置使用的DAU 圖2通信協議之間的OAC的DAU模 圖3模擬輸入（0-1.5V的范圍）的收購和數字輸入（8位直接投資） 圖4 OAC和應用程序之間的接口網站SEVER 圖5 檢查OAC的機器所使用的DAU和應用程序  3基于Internet的檢查計劃和變式數控機床的例子 基于互聯網的檢查的計劃變型數控機床的建議圖6CAC機區(qū)旨在檢查通過下載腳本代碼的數字數據和嵌入式設備服務器的I / O接口機制。在OAC機區(qū)檢查所使用的DAU和應用程序，如數據采集模塊，通信守護進程模塊，和一個web腳本模塊的模擬數據和數字數據?；诨ヂ摼W的變種數控機床的遠程檢查，通過擬議的計劃表見圖7 在CAC的機床的情況下，一個Java applet被編碼和下載，以檢查機床的I / O數據和通過網絡瀏覽器向客戶提供檢查結果。在I / O地址的Java applet代碼和真正的I / O點的機床之間分配，監(jiān)視和控制遠程站點。展示的內容是對監(jiān)測結果 I / O的接觸點與當前加工/關狀態(tài)。 CAC的機床運作周期的啟動按鈕正在網頁瀏覽器上。 在OAC機床的情況下，收購的DAU監(jiān)測數據傳送到在遠程站點，外部服務器和通信守護進程服務。它通過網絡瀏覽器激活油傳感器，主軸溫度是0.0007（這是從0至1.5 V范圍內的模擬值）。 結果表明，在前一種情況下，CAC是有利的，它可以很容易地利用網絡功能的嵌入式設備，在硬件實現基于lnternet的檢查系統(tǒng)。然而，用戶定義的應用程序和下載數據的最大尺寸被限制在512字節(jié)；后者的情況下，在其方便的開發(fā)環(huán)境，可以方便地實現在數控領域的許多不同的應用程序，無需額外設備的優(yōu)點。然而，用戶定義的應用程序編程工作需要比在前者的情況下實施通信和網絡服務。 圖6基于互聯網的檢查環(huán)境變異數控機床 圖7 例如基于互聯網的遠程檢查變種數控機床  4結論 本文提出了一種新的研究基于Internet檢查傳統(tǒng)的CAC和最近推廣的OAC兩種變式數控機床。為了實現基于互聯網高效的檢查CAC機，，使用信號檢測方法，通過網絡I / O嵌入式設備模塊，可以支持互聯網應用環(huán)境，因為在CAC的環(huán)境執(zhí)行用戶定義的應用程序，是依賴于數控廠商規(guī)范了的數控領域。 為了實現基于互聯網檢查OAC機床，數字和模擬信號的檢查方法，它不需要額外的網絡I / O的互聯網應用的嵌入式設備，有人建議，因為數控域執(zhí)行用戶定義的應用程序很容易因方便OAC的環(huán)境。這種方法只需利用的DAU取得的I / O硬件方面的數據和采集到的數據傳送到外部服務器通過在遠程站點上的網頁瀏覽器的遠程檢查。 隨后，對CAC和OAC機的檢查方法進行了比較。通過這項研究，為數控機床與數控變種的CAC和OAC在制造系統(tǒng)，基于互聯網的變型數控機床的檢查，被設計為一體的綜合經營的一個合適的環(huán)境，如建筑的全球管理。這項研究的結果可能是一個全球監(jiān)測和遠程控制在變種數控機床集成制造系統(tǒng)的基本模型。 在今后的工作中應解決以下問題：首先，研究人員應該調查優(yōu)越的遠程檢查環(huán)境的設計和實現，可以在嵌入式設備利用足夠的上下載的代碼；其次，還需要進一步研究，可以更簡單地對集成和經營變式數控機床的標準化和優(yōu)化應用程序進行開發(fā)。 感謝 感謝工業(yè)改造技術項目（商務部，工業(yè)和能源）提供的財政支持。