基于數(shù)控機床的網(wǎng)絡控制技術研究

　　2、網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的實現(xiàn)

　　2.1網(wǎng)絡控制系統(tǒng)原理

　　網(wǎng)絡控制系統(tǒng)軟件運行在客戶機上，客戶機通過局域網(wǎng)和服務器連接。機床的數(shù)控系統(tǒng)在服務器中運行，首先啟動服務器的本機數(shù)控系統(tǒng)，進行初始設置后，進入網(wǎng)絡控制狀態(tài)，打開偵聽套節(jié)字，等待客戶機的連接請求，待收到客戶機的連接請求后，對聯(lián)機信息進行驗證，如果符合聯(lián)機條件，則和客戶機建立連接，雙方可以互相發(fā)送和接收信息或指令。服務器的數(shù)控系統(tǒng)在網(wǎng)絡控制狀態(tài)下可以利用CCD實時采集機床加工狀態(tài)圖像和參數(shù)，將圖像以位圖格式保存并定時發(fā)送到客戶機顯示加工狀態(tài)，將狀態(tài)參數(shù)實時發(fā)送到客戶機。在客戶機的遠程控制系統(tǒng)軟件中可以編輯數(shù)控加工代碼，然后將數(shù)控代碼傳遞到服務器中，并下載到PMAC上等待控制指令。從客戶機向服務器發(fā)送機床加工控制指令，控制機床運轉(zhuǎn)，同時接收服務器發(fā)送的信息，動態(tài)監(jiān)視機床加工情況。通過遠程控制程序，客戶機還可在線修改機床加工參數(shù)，并能調(diào)試機床。

　　2.2網(wǎng)絡控制系統(tǒng)硬件結(jié)構

　　數(shù)控機床的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)采用模塊化的硬件結(jié)構，數(shù)控系統(tǒng)采用“PC+NC”結(jié)構，PC機采用奔4主機，NC部分采用開放式多軸運動控制器PMAC2-PCI；網(wǎng)絡系統(tǒng)采用“服務器+客戶機”方式，數(shù)控系統(tǒng)運行在服務器上，網(wǎng)絡控制軟件運行在客戶機上，服務器和客戶機通過網(wǎng)卡和通信電纜連接在Intranet/Internet上，數(shù)控機床上安裝CCD攝像頭，用來監(jiān)視機床加工情況，并通過圖像采集卡，將機床的運轉(zhuǎn)情況實時采集保存。該系統(tǒng)硬件結(jié)構如圖4所示。

　　圖4 網(wǎng)絡控制系統(tǒng)硬件結(jié)構

　　2.3網(wǎng)絡控制系統(tǒng)軟件設計

　　友好的人機界面對于任何控制系統(tǒng)是不可缺少的。本系統(tǒng)界面設計采用Windows編程中的分隔視技術，將數(shù)控系統(tǒng)人機界面分成二個子窗口。左邊的窗口為圖像顯示窗口，實現(xiàn)機床加工過程的圖像監(jiān)視；右邊的窗口為網(wǎng)絡控制窗口，實現(xiàn)網(wǎng)絡聯(lián)機與斷開、加工代碼編輯及發(fā)送、機床加工狀態(tài)參數(shù)顯示、機床在線網(wǎng)絡調(diào)試等功能。

　　軟件設計的關鍵是數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡傳遞，為了保證數(shù)據(jù)及時傳遞，在軟件設計中采用了多線程技術，專門建立一個線程對采集的機床數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡傳遞。該系統(tǒng)的流程圖如圖5所示。數(shù)控代碼在客戶機上編輯好之后，可以一次性傳遞給服務器，服務器將數(shù)控代碼保存到內(nèi)存中，然后在編譯執(zhí)行數(shù)控代碼?？刂浦噶畹膫鬟f可以隨時從客戶機傳遞到服務器，服務器接到指令后立即執(zhí)行。對于機床加工圖像和狀態(tài)參數(shù)的傳遞則要復雜一些。在服務器上，數(shù)控系統(tǒng)通過CCD攝像頭實時采集加工圖像，利用定時器在每一個周期內(nèi)將圖像保存為位圖文件，然后將位圖文件通過網(wǎng)絡傳遞到客戶機上，客戶機在接收完每一個位圖文件后，用定時器在每一個周期在圖像顯示窗口進行刷新顯示，使加工圖像保持連續(xù)性。同時服務器上的數(shù)控系統(tǒng)實時采集機床狀態(tài)參數(shù)，利用定時器每一個周期將以一定格式的數(shù)據(jù)傳遞到客戶機，客戶機對數(shù)據(jù)進行接收后分析，再用定時器在一個周期內(nèi)對狀態(tài)參數(shù)進行更新顯示。為了避免位圖數(shù)據(jù)和參數(shù)數(shù)據(jù)在傳遞時的混亂現(xiàn)象，在服務器端采用中斷方法，在傳遞圖像數(shù)據(jù)時中斷參數(shù)數(shù)據(jù)的傳遞，等圖像數(shù)據(jù)傳遞完之后再傳遞參數(shù)數(shù)據(jù)，這樣就很好的解決了在數(shù)據(jù)傳遞過程中的占用通道的矛盾問題。

　　圖5 網(wǎng)絡控制系統(tǒng)軟件流程圖

　　軟件在運行過程中圖像顯示和參數(shù)更新會存在一定的滯后性，這與網(wǎng)絡傳遞的速度以及數(shù)據(jù)量的大小有一定關系。