2、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
2.1網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)原理
網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)軟件運(yùn)行在客戶機(jī)上，客戶機(jī)通過局域網(wǎng)和服務(wù)器連接。機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)在服務(wù)器中運(yùn)行，首先啟動服務(wù)器的本機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，進(jìn)行初始設(shè)置后，進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)控制狀態(tài)，打開偵聽套節(jié)字，等待客戶機(jī)的連接請求，待收到客戶機(jī)的連接請求后，對聯(lián)機(jī)信息進(jìn)行驗(yàn)證，如果符合聯(lián)機(jī)條件，則和客戶機(jī)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(shù)控系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)控制狀態(tài)下可以利用CCD實(shí)時(shí)采集機(jī)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(shí)發(fā)送到客戶機(jī)顯示加工狀態(tài)，將狀態(tài)參數(shù)實(shí)時(shí)發(fā)送到客戶機(jī)。在客戶機(jī)的遠(yuǎn)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(wù)器中，并下載到PMAC上等待控制指令。從客戶機(jī)向服務(wù)器發(fā)送機(jī)床加工控制指令，控制機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)接收服務(wù)器發(fā)送的信息，動態(tài)監(jiān)視機(jī)床加工情況。通過遠(yuǎn)程控制程序，客戶機(jī)還可在線修改機(jī)床加工參數(shù)，并能調(diào)試機(jī)床。
2.2網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
數(shù)控機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)采用模塊化的硬件結(jié)構(gòu)，數(shù)控系統(tǒng)采用“PC+NC”結(jié)構(gòu)，PC機(jī)采用奔4主機(jī)，NC部分采用開放式多軸運(yùn)動控制器PMAC2-PCI；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用“服務(wù)器+客戶機(jī)”方式，數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行在服務(wù)器上，網(wǎng)絡(luò)控制軟件運(yùn)行在客戶機(jī)上，服務(wù)器和客戶機(jī)通過網(wǎng)卡和通信電纜連接在Intranet/Internet上，數(shù)控機(jī)床上安裝CCD攝像頭，用來監(jiān)視機(jī)床加工情況，并通過圖像采集卡，將機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn)情況實(shí)時(shí)采集保存。該系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖4所示。
圖4 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
2.3網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
友好的人機(jī)界面對于任何控制系統(tǒng)是不可缺少的。本系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)采用Windows編程中的分隔視技術(shù)，將數(shù)控系統(tǒng)人機(jī)界面分成二個子窗口。左邊的窗口為圖像顯示窗口，實(shí)現(xiàn)機(jī)床加工過程的圖像監(jiān)視；右邊的窗口為網(wǎng)絡(luò)控制窗口，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)與斷開、加工代碼編輯及發(fā)送、機(jī)床加工狀態(tài)參數(shù)顯示、機(jī)床在線網(wǎng)絡(luò)調(diào)試等功能。
軟件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳遞，為了保證數(shù)據(jù)及時(shí)傳遞，在軟件設(shè)計(jì)中采用了多線程技術(shù)，專門建立一個線程對采集的機(jī)床數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳遞。該系統(tǒng)的流程圖如圖5所示。數(shù)控代碼在客戶機(jī)上編輯好之后，可以一次性傳遞給服務(wù)器，服務(wù)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(shí)從客戶機(jī)傳遞到服務(wù)器，服務(wù)器接到指令后立即執(zhí)行。對于機(jī)床www.zhcfsz.com加工圖像和狀態(tài)參數(shù)的傳遞則要復(fù)雜一些。在服務(wù)器上，數(shù)控系統(tǒng)通過CCD攝像頭實(shí)時(shí)采集加工圖像，利用定時(shí)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(luò)傳遞到客戶機(jī)上，客戶機(jī)在接收完每一個位圖文件后，用定時(shí)器在每一個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(xù)性。同時(shí)服務(wù)器上的數(shù)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集機(jī)床狀態(tài)參數(shù)，利用定時(shí)器每一個周期將以一定格式的數(shù)據(jù)傳遞到客戶機(jī)，客戶機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行接收后分析，再用定時(shí)器在一個周期內(nèi)對狀態(tài)參數(shù)進(jìn)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(shí)的混亂現(xiàn)象，在服務(wù)器端采用中斷方法，在傳遞圖像數(shù)據(jù)時(shí)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(luò)控制系統(tǒng)軟件流程圖
軟件在運(yùn)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(luò)傳遞的速度以及數(shù)據(jù)量的大小有一定關(guān)系。
3、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)演示
圖6為開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在局域網(wǎng)內(nèi)對機(jī)床加工進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的演示情況。通過試驗(yàn)可以看出，控制命令和狀態(tài)數(shù)據(jù)的傳遞實(shí)時(shí)性較好，可以滿足實(shí)際控制的需要；加工狀態(tài)的圖像顯示刷新速度較慢，實(shí)時(shí)性稍差，圖像顯示具有跳躍性，需要進(jìn)一步提高圖像顯示的流暢性。
圖6 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控演示界面
4、結(jié)論