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压缩机厂数控信息管理系统的研究与开发

作　者: 王荣
导　师: 陈进
学　校: 江南大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: DNC 状态监控多线程技术信息采集设备利用率
分类号: TP315
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

网络化数控是制造业发展的必然要求,它已经成为企业提高竞争力的重要手段之一。DNC已经发展成为实现车间数控信息集成和设备集成的主要形式,在很多企业得到了采用。本文在充分分析我国数控设备使用问题的基础上,结合车间设备的实际情况,设计出一套集通信、监视、统计和管理于一体的DNC网络系统。在设计开发过程中,综合采用了DNC联网技术、多线程技术、编程技术、数据库开发等多种手段,最终实现系统的五大目标:1.系统实现了不同数控系统、不同厂商、不同年代的数控机床(加工中心)的联网管理;2.可以与数控设备进行双向通信,可以在设备端远程调用服务器中的数控程序;也可以将数控机床上的数控程序传到服务器中;3.可以采集设备的多种加工信息,如工件信息、刀具信息、开关机时间和加工完工时间等;可以统计出各设备在一定时间内的总待机时间和总加工时间、工件加工数量,并计算出设备的利用率;4.可以进行数控程序的编辑、审核、批准、固化等流程,对工艺技术部门设计的和车间设计的数控程序设计了不同的管理方式,可以将初始设计程序和修改后的程序对比;5.可以对车间各类数控信息进行分类管理,包括设备管理、零件管理等。系统包括三大部分:网络通讯、数据库、软件系统。其中网络通讯结构是基础,采用协议转换联网方案,通过串口服务器与RS-232通讯口连接将数控机床转换为以太网的节点,再用多层交换机将数控机床、客户端和服务器联网,形成DNC网络的硬件基础;数据库存储所有数控程序信息、作业过程信息、机床状态信息、程序传输信息等;软件系统采用C/S构架,共有四个子模块,服务器和客户端分别进行数据的传送和服务、计算操作,有效地减轻了网络的超负荷的问题,软件根据用户的请求单向操作,数据的采集自动进行。经过实际应用,证明该系统可以有效地提高车间数控设备的利用率和自动化水平,方便企业管理层做出正确的决策,提高企业的生产效率。并且,系统的可扩展性强,可移植性好,为以后进一步与其他系统的集成打下了良好的基础。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-18
  1.1 先进制造技术  8
  1.2 数控技术的发展  8-10
    1.2.1 数控技术在先进制造技术中的重要性  8-9
    1.2.2 国内外数控技术的发展  9-10
    1.2.3 网络数控的提出  10
  1.3 DNC 技术  10-15
    1.3.1 DNC 的含义及分类  10-12
    1.3.2 国内外DNC 技术的研究动态及发展趋势  12-13
    1.3.3 DNC 的组成  13-14
    1.3.4 DNC 的应用原则  14
    1.3.5 DNC 通讯接口  14-15
  1.4 本课题的选题背景及意义  15-17
  1.5 本课题的主要研究内容  17
  1.6 本章小结  17-18
第二章系统各项结构设计  18-38
  2.1 网络结构设计  18-28
    2.1.1 系统联网方案的选择  18
    2.1.2 协议转换联网方案  18-19
    2.1.3 系统整体网络结构  19-20
    2.1.4 NPort 5110 串口联网服务器  20-27
    2.1.5 IP-Serial 库  27-28
  2.2 通讯软件结构设计  28-32
    2.2.1 开发工具  28-30
    2.2.2 通讯软件的整体构架  30-31
    2.2.3 功能模块结构  31-32
  2.3 数据库结构设计  32-36
    2.3.1 数据库的整体设计  32
    2.3.2 几个重要表的设计  32-36
  2.4 本章小结  36-38
第三章通信模块的实现  38-52
  3.1 多线程技术的运用  38-43
    3.1.1 进程与线程  38-39
    3.1.2 线程的优先级问题  39-40
    3.1.3 多线程的同步问题  40-41
    3.1.4 用Windows API 函数编写线程  41-42
    3.1.5 使用Delphi 的TThread 类  42-43
  3.2 多台机床的处理  43-45
    3.2.1 结构体  43-44
    3.2.2 Delphi 中结构体的定义  44-45
  3.3 通信协议的设定  45-47
    3.3.1 目前车间机床的总体情况  46-47
    3.3.2 串口调试助手的使用  47
  3.4 上传的实现  47-49
    3.4.1 普通上传  48-49
    3.4.2 回传  49
  3.5 远程调用的实现  49-51
  3.6 本章小结  51-52
第四章状态监视模块与统计模块的实现  52-78
  4.1 状态监视模块的实现  52-67
    4.1.1 数控机床的通信接口及采集方法  52-54
    4.1.2 宏指令采集  54-56
    4.1.3 开关机状态的采集  56-57
    4.1.4 加工状态的采集  57-60
    4.1.5 调试信息采集  60-62
    4.1.6 零件信息采集  62
    4.1.7 采集功能在车间自适应排产中的应用  62-67
  4.2 统计模块的实现  67-76
    4.2.1 设备利用率统计  68-72
    4.2.2 生产统计  72-73
    4.2.3 统计算法  73-76
  4.3 本章小结  76-78
第五章信息管理模块的实现  78-92
  5.1 系统的安全性管理  78-80
    5.1.1 软件安全  78
    5.1.2 数据库安全  78-80
  5.2 系统各信息管理模块  80-91
    5.2.1 用户管理  81-82
    5.2.2 设备管理  82-83
    5.2.3 零件管理  83
    5.2.4 程序管理  83-90
    5.2.5 生产信息管理  90-91
  5.3 本章小结  91-92
第六章总结与展望  92-96
  6.1 课题总结  92-94
    6.1.1 课题所做的工作  92-93
    6.1.2 课题研究的实际应用效果  93-94
    6.1.3 课题的创新点  94
  6.2 课题展望  94-96
致谢  96-98
参考文献  98-102
附录1：作者在攻读硕士学位期间发表的论文  102-103
附录2：作者在攻读硕士学位期间的获奖证明  103-104
附录3：2010 年3 月至2011 年3 月设备加工情况月度统计直方图  104-109

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