基于數控機床的網(wǎng)絡(luò )控制技術(shù)研究

　　2、網(wǎng)絡(luò )控制系統的實(shí)現

　　2.1網(wǎng)絡(luò )控制系統原理

　　網(wǎng)絡(luò )控制系統軟件運行在客戶(hù)機上，客戶(hù)機通過(guò)局域網(wǎng)和服務(wù)器連接。機床的數控系統在服務(wù)器中運行，首先啟動(dòng)服務(wù)器的本機數控系統，進(jìn)行初始設置后，進(jìn)入網(wǎng)絡(luò )控制狀態(tài)，打開(kāi)偵聽(tīng)套節字，等待客戶(hù)機的連接請求，待收到客戶(hù)機的連接請求后，對聯(lián)機信息進(jìn)行驗證，如果符合聯(lián)機條件，則和客戶(hù)機建立連接，雙方可以互相發(fā)送和接收信息或指令。服務(wù)器的數控系統在網(wǎng)絡(luò )控制狀態(tài)下可以利用CCD實(shí)時(shí)采集機床加工狀態(tài)圖像和參數，將圖像以位圖格式保存并定時(shí)發(fā)送到客戶(hù)機顯示加工狀態(tài)，將狀態(tài)參數實(shí)時(shí)發(fā)送到客戶(hù)機。在客戶(hù)機的遠程控制系統軟件中可以編輯數控加工代碼，然后將數控代碼傳遞到服務(wù)器中，并下載到PMAC上等待控制指令。從客戶(hù)機向服務(wù)器發(fā)送機床加工控制指令，控制機床運轉，同時(shí)接收服務(wù)器發(fā)送的信息，動(dòng)態(tài)監視機床加工情況。通過(guò)遠程控制程序，客戶(hù)機還可在線(xiàn)修改機床加工參數，并能調試機床。

　　2.2網(wǎng)絡(luò )控制系統硬件結構

　　數控機床的網(wǎng)絡(luò )控制系統采用模塊化的硬件結構，數控系統采用“PC+NC”結構，PC機采用奔4主機，NC部分采用開(kāi)放式多軸運動(dòng)控制器PMAC2-PCI；網(wǎng)絡(luò )系統采用“服務(wù)器+客戶(hù)機”方式，數控系統運行在服務(wù)器上，網(wǎng)絡(luò )控制軟件運行在客戶(hù)機上，服務(wù)器和客戶(hù)機通過(guò)網(wǎng)卡和通信電纜連接在Intranet/Internet上，數控機床上安裝CCD攝像頭，用來(lái)監視機床加工情況，并通過(guò)圖像采集卡，將機床的運轉情況實(shí)時(shí)采集保存。該系統硬件結構如圖4所示。

　　圖4 網(wǎng)絡(luò )控制系統硬件結構

　　2.3網(wǎng)絡(luò )控制系統軟件設計

　　友好的人機界面對于任何控制系統是不可缺少的。本系統界面設計采用Windows編程中的分隔視技術(shù)，將數控系統人機界面分成二個(gè)子窗口。左邊的窗口為圖像顯示窗口，實(shí)現機床加工過(guò)程的圖像監視；右邊的窗口為網(wǎng)絡(luò )控制窗口，實(shí)現網(wǎng)絡(luò )聯(lián)機與斷開(kāi)、加工代碼編輯及發(fā)送、機床加工狀態(tài)參數顯示、機床在線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )調試等功能。

　　軟件設計的關(guān)鍵是數據的網(wǎng)絡(luò )傳遞，為了保證數據及時(shí)傳遞，在軟件設計中采用了多線(xiàn)程技術(shù)，專(zhuān)門(mén)建立一個(gè)線(xiàn)程對采集的機床數據進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )傳遞。該系統的流程圖如圖5所示。數控代碼在客戶(hù)機上編輯好之后，可以一次性傳遞給服務(wù)器，服務(wù)器將數控代碼保存到內存中，然后在編譯執行數控代碼?？刂浦噶畹膫鬟f可以隨時(shí)從客戶(hù)機傳遞到服務(wù)器，服務(wù)器接到指令后立即執行。對于機床加工圖像和狀態(tài)參數的傳遞則要復雜一些。在服務(wù)器上，數控系統通過(guò)CCD攝像頭實(shí)時(shí)采集加工圖像，利用定時(shí)器在每一個(gè)周期內將圖像保存為位圖文件，然后將位圖文件通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳遞到客戶(hù)機上，客戶(hù)機在接收完每一個(gè)位圖文件后，用定時(shí)器在每一個(gè)周期在圖像顯示窗口進(jìn)行刷新顯示，使加工圖像保持連續性。同時(shí)服務(wù)器上的數控系統實(shí)時(shí)采集機床狀態(tài)參數，利用定時(shí)器每一個(gè)周期將以一定格式的數據傳遞到客戶(hù)機，客戶(hù)機對數據進(jìn)行接收后分析，再用定時(shí)器在一個(gè)周期內對狀態(tài)參數進(jìn)行更新顯示。為了避免位圖數據和參數數據在傳遞時(shí)的混亂現象，在服務(wù)器端采用中斷方法，在傳遞圖像數據時(shí)中斷參數數據的傳遞，等圖像數據傳遞完之后再傳遞參數數據，這樣就很好的解決了在數據傳遞過(guò)程中的占用通道的矛盾問(wèn)題。

　　圖5 網(wǎng)絡(luò )控制系統軟件流程圖

　　軟件在運行過(guò)程中圖像顯示和參數更新會(huì )存在一定的滯后性，這與網(wǎng)絡(luò )傳遞的速度以及數據量的大小有一定關(guān)系。