0 引言数控技术作为集成制造系统、敏捷制造系统的基础使能技术 ,经历了NC、CNC、DNC等发展阶段。在信息技术和计算机网络技术迅速发展的今天 ,出现了许多先进的制造体系<1> ,如敏捷制造 ,它要求分布在不同地理位置上的企业之间 ,为了某一市场机遇 ,迅速组成动态联盟 ,以充分利用各自的设计、制造、销售等资源 ,通过网络尤其是Internet实现异地设计、异地制造 ,以最低的成本 ,最快的速度完成新产品开发、制造占领市场<2 ,3> 。因此对自动化生产的基本单元———数控设备提出了网络化要求 ,以提高其信息交换和数据处理能力。然而目前企业中大量使用的是传统数控设备 ,与外界进行通讯的能力很低 ,往往只具有RS2 32异步串行通讯接口 ,数据传输距离仅几十米 ,即使采用RS4 85或RS4 2 2进行改造 ,其传输最大距离也不过上千米<4 > 。无法满足动态联盟、敏捷制造的需要 ,因此如何使目前企业中存在的大量仅具有RS2 32接口的数控设备与Internet连接到一起 ,支持网络化制造已成为企业提高竞争力的关键。台湾四零四科技股份有限公司开发的MoxaNport系列RS2 32C与TCP/IP协议转换模块为传统设备上网创造了可能。本文就是利用Nportexpress - 311,采用微软 NET框架下的C #语言开发出了Internet环境下传统数控设备联网系统。1 传统数控设备联网系统的工作方式对于传统封闭式数控设备 ,由于其封闭性和其接口通讯能力的有限性 ,本系统采用RS2 32C与TCP/IP通讯协议转换模块 ,以便将数控设备与Intranet/Internet连接起来 ,从而解决了封闭式数控设备串口通讯距离较短 ,数据传输速度慢的缺点 ,可完成不同企业设计部门与远程数控设备单元之间加工技术文件的双向传递 ,支持远程CAD/CAM、远程资源共享以图 1 传统数控设备网络制造工作流程图及异地设计、异地制造 ,其简化的工作流程如图 1所示。图 1中①表示协议转换服务器登陆Web服务器 ,提交连接到其上的所有远程数控设备的IP地址和端口号。②表示客户端向Web服务器提交身份认证和选择已注册的远程数控设备 ,Web服务器收到请求后 ,验证客户身份 ,如果身份错误 ,返回“非法用户信息” ,拒绝服务 ,如果身份正确 ,则将所选远程数控设备IP地址和端口号发送到客户端。③客户端收到地址信息后 ,即可通过远程协议转换服务器向所选远程设备发出连接请求 ,远程协议转换服务器收到请求信息后进行应答 ,从而在双方之间建立起持续连接。④协议转换服务器与所选数控设备之间通过RS2 32C、RS4 85或RS4 2 2接口实现双向转发数据。其中的协议转换模块采用MoxaNportExpressDE -311模块 ,该模块体积小、抗干扰能力强、自适应10M / 10 0M网卡、支持多种操作系由于传统数控机床设备一般都具有通过RS2 32接口进行数据传输的功能 ,可方便地实现数控机床与NportExpressDE - 311模块之间的双向通讯 ,故本文下面重点探讨客户端通过Internet与NportExpressDE - 311模块之间的联网软件的开发。2 传统数控设备联网系统软件开发针对传统数控设备的协议转换工作方式 ,本文采用客户机 /服务器 (C/S)模式 ,开发出相应的远程客户端软件 (RemoteClientsoftware) ,经DE - 311协议转换模块实现和远程数控设备之间的数据通讯 ,该软件的运行界面如图 2所示。图 2 采用C/S模式的客户端软件界面如图 2所示 ,本文开发的C/S模式客户端软件由以下主要模块组成 :(1)与DE - 311建立远程持续连接的通讯模块 :当建立连接按钮按下后 ,该模块分别从软件界面的NportIP和Nport端口 ,两个文本框中取出给定的远程协议转换服务器Nportexpress- 311的IP地址和端口号 ,并与其建立起持续连接 ,从而为客户端与远程数控设备之间进行网络通讯做好了准备。图 3给出了使用C #语言实现的基本结构。图 3 与DE - 311建立远程持续连接的C #实现(2 )远程接收数据模块 :当数据接收按钮按下时 ,该模块定时查询是否有来自所连接远程设备的数据流 ,如果有就立即将其读入到缓冲区 ,并送入文本框中显示。图 4是该模块的C #实现的基本结构。(3)磁盘文件管理模块 :一方面 ,用于打开磁盘上文本加工程序文件 ,并显示在客户端软件界面左边的文本框中 ,可对其进行编辑和修改 ,从而为向远程数控设备传送设计好的加工文件做好数据准备 ;另一方面 ,可将接收到的来自远程数控设备的文件显示在客户端软件界面右边的文本框中 ,也可对收到的文本文件进行必要的编辑、修改 ,并保存到客户端磁盘上。图 4 远程接收数据模块的C #实现(4 )远程DE - 311协议转换服务器IP地址和端口号设置模块 :完成DE - 311协议转换服务器IP地址和端口号的设置工作。(5 )向远程DE - 311发送数据的模块 :当发送数据按钮按下后 ,首先判断是否可以向远程设备发送数据 ,一旦可以立即将准备好的数据文件通过协议转换模块发送到远程数控设备上 ,并在客户端软件界面的状态栏上显示是否发送成功。图 5是该模块用C #语言实现的基本结构。图 5 发送数据模块的C #实现4 实际应用试验和结论本文成功地将上述开发的“传统数控设备联网系统”在采用日本Fanuc 6M的XH714 ,保加利亚的NC80 0 ,意大利Mandeli 12 0 0等数控加工中心上进行了试验 ,结果表明 :本文在Internet环境下 ,采用C/S模式 ,开发出的远程客户端软件与MoxaNportDE- 311协议转换模块相结合构成的传统数控设备联网系统是成功的、可靠的、实用的。它实现了传统具有RS2 32串行异步通讯接口数控设备的网络化 ,彻底克服了RS2 32接口传输距离短 ,通讯能力差的缺点 ,从而为企业利用传统数控设备实施敏捷制造和网络制造奠定了基础。Internet环境下传统数控设备网络化研究@吴宏$河南科技大学机电工程学院!洛阳471004
@杜建铭$西安交通大学机械工程学院!西安710049Internet;;NC;;TCP/IP;;敏捷制造针对制造业向敏捷化、网络化发展的趋势,采用C #语言,在Internet环境下,开发了一套基于C/S模式的远程客户端软件。它与NportDE - 311协议转换模块相结合构成的传统数控设备联网系统成功地将具有RS2 32接口的数控设备网络化,彻底克服了RS2 32接口传输距离短、通讯能力差的缺陷,从而为企业利用传统数控设备实施敏捷制造和网络制造奠 定了基础【1】蒋新松21世纪企业的主要模式———敏捷制造企业
.计算机集成制造系统,1996(4):4～8
【2】HUANGGQ ,MAKKL .DesignformanufactureandassemblyontheInternetComputersinIndustry,1999,38:17～30
【3】YANX ,YAMAZAKIK ,LIUJ.RecognitionofmachiningfeaturesandfeaturetopologiesfromNCprograms.Com puter-AidedDesign,2000,32:605～616.
【4】纳尔逊串行通讯开发指南北京:中国水利出版社,2000eli 12 0 0等数控加工中心上进行了试验 ,结果表明 :本文在Internet环境下 ,采用C/S模式 ,开发出的远程客户端软件与MoxaNportDE- 311协议转换模块相结合构成的传统数控设备联网系统是成功的、可靠的、实用的。它实现了传统具有RS2 32串行异步通讯接口数控设备的网络化 ,彻底克服了RS2 32接口传输距离短 ,通讯能力差的缺点 ,从而为企业利用传统数控设备实施敏捷制造和网络制造奠定了基础。Internet环境下传统数控设备网络化研究@吴宏$河南科技大学机电工程学院!洛阳471004
@杜建铭$西安交通大学机械工程学院!西安710049Internet;;NC;;TCP/IP;;敏捷制造针对制造业向敏捷化、网络化发展的趋势,采用C #语言,在Internet环境下,开发了一套基于C/S模式的远程客户端软件。它与NportDE - 311协议转换模块相结合构成的传统数控设备联网系统成功地将具有RS2 32接口的数控设备网络化,彻底克服了RS2 32接口传输距离短、通讯能力差的缺陷,从而为企业利用传统数控设备实施敏捷制造和网络制造奠 定了基础【1】蒋新松21世纪企业的主要模式———敏捷制造企业.计算机集成制造系统,1996(4):4～8
【2】HUANGGQ ,MAKKL .DesignformanufactureandassemblyontheInternetComputersinIndustry,1999,38:17～30
【3】YANX ,YAMAZAKIK ,LIUJ.RecognitionofmachiningfeaturesandfeaturetopologiesfromNCprograms.Com puter-AidedDesign,2000,32:605～616.
【4】纳尔逊串行通讯开发指南北京:中国水利出版社,2000
More summaries about the Internet环境下传统数控设备网络化研究