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1、数控机床DNC通信和管理系统的研究与设计摘要近年来，随着计算机等方面的相关核心技术以及互联网高新技术的飞速变化，当前制造系统的网络化以及集成化时其发展的大趋势。制造系统的网络化、集成化对于提高企业竞争力起到非常重要的作用。其中投资成本较低，信息高度集中，以及效果明显等是数控机床群的显著特点，这对于企业来说很有意义，能够完成CAD/CAM一体化的建设。所以，DNC技术已经被越来越多的企业所采用，DNC技术对于企业数控车间的信息集成和数控设备的信息集成具有重要的作用和意义。在本文中，主要针对研究了当前国内企业的实际生产情况，其中的局域网设置为企业的通信基层，通过运用串口服务器以及软插件等等技术完成
2、数控仪器的相关联网，数控机床的DNC通信与管理系统从而被创建。系统可以实现对于数控机床的信息采集和管理，可以实现计算机与数控机床之间的互相连接和信息的传输交换，此外还可以实现企业办公管理信息与车间生产加工信息的互相连接。关键词：数控机床；DNC技术；通信和管理系统0Abstract 随着计算机等方面的相关核心技术以及互联网高新技术的飞速变化，当前制造系统的网络化以及集成化时其发展的大趋势。目前网络化集成技术是数控机床群最显著的特点，是企业提高自身竞争力的关键。其中，它主要注重投资小、集成信息流、见效快等特点，所以CAD/CAM一体化是企业非常关键的过程，同时也是解决制造业信息化需求的重中之重。
3、DNC技术得到越来越广泛的应用,目前能够实现设备集成与数控车间信息集成和集的最主要的方式为DNC，因此得到很多的名企的使用。在本文中，主要针对研究了当前国内企业的实际生产情况，其中的局域网设置为企业的通信基层，通过运用串口服务器以及软插件等等技术完成数控仪器的相关联网，数控机床的DNC通信与管理系统从而被创建。系统可以实现对于数控机床的信息采集和管理，可以实现计算机与数控机床之间的互相连接和信息的传输交换，此外还可以实现企业办公管理信息与车间生产加工信息的互相连接。In recent years, with the rapid development of computer technolog
4、y and Internet technology, the development of manufacturing system has become more and more integrated and networked. The network and integration of the manufacturing system play a very important role in improving the competitiveness of enterprises. CNC machine tool group has the characteristics of
5、high degree of information concentration, low investment cost and remarkable effect, which is of great significance for enterprises to realize CAD / CAM integration. Therefore, DNC technology has been adopted by more and more enterprises, DNC technology for enterprise numerical control workshop info
6、rmation integration and numerical control equipment information integration has an important role and significance. The research of this paper is based on the actual production scale of Chinese enterprises, the enterprises local area network is set as the bottom of communication, the use of soft plu
7、g-in technology, serial server and other technologies for CNC equipment networking work, on the basis of the creation of CNC machine tools DNC communication and Management system. The system can realize the information collection and management of the CNC machine tool, which can realize the intercon
8、nection between the computer and the CNC machine tool and the exchange of information. In addition, it can realize the interconnection between the enterprise office management information and the workshop production and processing information.Key words: CNC machine tools; DNC technology; communicati
9、on and management system目录数控机床DNC通信和管理系统的研究与设计1摘要1Abstract2目录31.绪论51.1研究背景与意义51.2国内外研究现状61.2.1国外研究现状61.2.2国内研究现状61.2.3发展趋势61.3研究内容与方法71.3.1研究内容71.3.2研究方法71.4课题来源82.技术概念92.1DNC通信系统92.2多线程技术及应用注意事项92.2.1多线程技术92.2.2多线程的应用102.2.3线程优先级与同步问题102.3串行通信技术112.4网络编程技术112.5数据库开发技术133.总体方案设计153.1应用的需求分析153.2DNC系
10、统功能分析153.3常见的通信网络173.3.1串行通信网络173.3.2现场总线通信网络173.4DNC系统网络结构设计183.5DNC系统的底层通信193.5.1常见的数控机床通信接口193.5.2数控机床的联网设计204.串行通信设计与实现284.1串口服务器的选择284.1.1动态连接库技术284.1.2串口服务器硬件的选择294.2串口服务器的任务设计294.3串口服务器的程序设计314.3.1工作线程314.3.2与机床当前状态监测系统通信335.通信管理软件的设计与实现345.1数控程序传输线路设计345.2DNC通信平台设计355.2.1通信平台设计思路355.2.2 DNC通
11、信平台的程序设计355.3机床事件接收平台设计375.4客户端机床管理软件设计385.4.1系统登录模块385.4.2.机床管理模块396. 总结426.1 全文总结426.2 研究展望42参考文献43致 谢47附录A：48附录B：481.绪论1.1研究背景与意义在零部件的加工生产过程中，实现对数控程序的集中化管理是非常困难的，此外实现计算机与数控设备的关联和通信也非常困难，这导致数控机床的工作效率比较低。具体来讲，现场零部件的加工存在以下问题1：(l)零部件的加工程序都是数控操作人员手工编辑输入到数控机床的控制面板上的，输入程序所需时间长，且存在输入程序错误等问题，会在一定程度上影响相关机床
12、的使用效率以及零部件的合格率。(2) 一般数控机床装载的内存非常小，当替换上新的加工的零部件后，需要对原有的加工程序进行删除，同时输入新的加工程序。这就使得如果是在不同的时期加工生产同样的零部件产品，还必须重新输入程序，这就导致了时间的浪费，同时这样的情况也会对机床的加工效率和性能造成不利的影响。(3) 零部件的加工程序是由数控操作人员现场控制的，而企业技术中心的工程师等人员难以实现对加工程序的管理。当更换加工零部件或者更换加工设备、更换数控操作人员时，需要重新进行加工程序的编制或调试。(4) 加工程序、工艺卡片、刀具清单等信息是单独存放的，时间一长，就很难知道两者之间的关联。当下次使用时，还
13、要完成核对多次，以便了解加工程序的实际运行情况。为了提高加工系统的信息化、集成度，提高生产加工效率，实现对加工程序的管理，这就需要设置数控机床通信与管理系统，从而提高加工生产的效率和质量。DNC联网系统可以实现零部件的在线加工，与之对应的DNC服务器内存空间大，可以用来存放加工程序2。通常，当数控机床完成与DNC系统之间的关联后，从而可以实现在线加工功能，非常大的提高了数控机床的加工生产效率。同时，数据信息的传输更加方便、快捷，数控操作人员通过控制面板就可以实现与技术中心工程师的相互交流，随时进行加工程序的上传、下载。这样就可以大大提高数控机床的生产加工效率和加工质量，加工程序的传输直接通过网
14、络实现，对于推进企业的无纸化生产、联网设计等具有重要意义。1.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状国外对于DNC系统的研究起步较早，目前为止，相关产品已经实现了商品化。同时有些DNC软件产品具有很强大的功能，可以实现数据信息等内容的高速、多线程的传输，同时可以将DNC工作站与多台CNC进行相互连接。DNC软件大部分均设置有专用的数控程序编辑器，数控操作人员可以实现监控信息的提交。而其中的数据库管理程序主要是进行数据信息的组织和维护，此外还具有信息更新、查询，生成报表、显示图形、管理日志、读取文件等功能3。1.2.2国内研究现状国内对于DNC系统的研究工作起步较晚，大概始于70年代。但是后来由
15、于FMS技术传入到中国，使得大部分研究学者转向FMS技术，对DNC系统的研究起了很大的作用4。然而，随着FMS技术研究的不断深入，发现其具有投资风险大、可靠性差等缺点，所以很多研究FMS技术的研究学者又转向了对于DNC系统的研究。近年来，中国已成功开发出强大功能和更好的DNC系统，但大多数都是针对特定用户的发展，同时DNC软件商品化程度仍然很小。1.2.3发展趋势（1）数控机床远程控制能力实现DNC通信功能后，就可以借助服务器实现对数控机床的远程控制，即可以向数控机床发送启动、更换夹具、停止等控制指令。方便远程加工操作，对于异地加工具有非常明显的优势。（2）数控机床状态采集数控机床的DNC通信可以实时监控各机床状态信息，包括机床整机的运行状态、故障信息、运行时间等，并且可以将上述信息进行及时存储，方便后期对运行状态进行综合分析，找出故障原因等，提升整体的加工效率5。（3）数控机床通信系统与其它系统的无缝连接未来各种数控机床系统、计算机系统将发展非常迅速，并且之间将会产生千丝万缕的联系，因此为了能够更好地处理各方面的关系，需要能够保证数控机床通信系统能够跟其它系统合理的对接。（4）未来数控机床的发展趋势为使用物联网或者局域网的方式，将所有
