基于CAN总线的DNC系统数控程序传输软件的开发

摘要

为提高我国制造业的水平和企业的生产效率，在高中低档数控机床并存，中低档数控机床数量占有比例大的数控机床应用现状下，需要在开发和使用高性能的数控机床的同时，还应充分发挥现有的大量的中低档数控机床的性能和效率。而在我国制造行业中所使用的大量的中低档数控机床中存在着一些问题，如数控机床存储能力小、数控系统繁杂、数控机床加工处于单机运行、管理处于离散状态等，这些问题将直接影响我国制造业的水平和制造企业的生产效率。
　　论文针对基于CAN总线的DNC系统的构建和由CAD/CAM软件自动生成的复杂零件的长数控程序的传输问题，通过分析影响通信冲突的因素，建立避免系统发生通信冲突的数学模型，构建了基于CAN总线的DNC静态网络，从而将多台数控机床通过CAN现场总线连接起来，由一台或多台DNC主机集中管理多台数控机床，实现了各类数控机床的网络化集成。其次，由于中低档数控机床的存储能力有限，对于长数控程序不能一次将数控程序保存在数控机床的缓存中，所以在构建了基于CAN总线的DNC静态网络的基础上，以快速开发工具VisualBasic为平台，编写以静态优先级与动态优先级相结合的调度算法为基础的数控程序传输软件，使数控机床在加工过程中，通过DNC主机合理的通信调度，实现一台DNC主机对多台数控机床所需的数控程序的传输，从而实现多台数控机床的边传输，边加工，提高数控机床的加工能力和使用效率。
　　本论文以兰州交通大学机制大厅现有的数控设备:两台数控卧式车床CK7520、两台数控立式铣床XK7150和一台西门子数控加工中心为传输对象，利用数控机床自带的RS-232C串行接口作为通信口，构建了基于CAN现场总线的DNC通信系统，对DNC系统及数控程序传输软件准确性及稳定性进行验证。通过现场加工，证明在该基于CAN总线的DNC系统中，通过数控程序传输软件可以准确地将NC程序传输到各数控机床中，且系统运行稳定、可靠，实现了在基于CAN总线的DNC通信系统中通过数控程序传输软件对数控程序的传输功能。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题背景

1．2 基于CAN总线的DNC系统概述

1．2．1 DNC技术的意义、发展及研究现状

1．2．2 DNC设备集成与网络通信结构

1．2．3 CAN现场总线技术特点

1．3 课题的目的及意义

1．4 课题来源及研究内容

1．4．1 课题的来源

1．4．2 课题的研究内容

1．5 本章小结

2 基于CAN总线的DNC系统构建

2．1 基于CAN总线的DNC系统结构

2．2 基于CAN总线的DNC系统通信冲突问题

2．2．1 问题定义

2．2．2 影响通信冲突的因素

2．2．3 通信冲突的解决办法

2．3 避免通信冲突的DNC系统数学模型

2．4 系统各参数对DNC系统的影响

2．5 DNC系统参数设计

2．6 本章小结

3 基于CAN总线的DNC系统调度

3．1 DNC系统调度算法

3．2 系统优先级调度算法分析

3．2．1 节点调度优先级与调度队列

3．2．2 系统的可调度性分析

3．3 系统优先级调度算法实现

3．3．1 NC程序可执行时间的计算

3．3．2 NC程序可执行时间的排序

3．4 本章小结

4 数控程序传输软件的总体方案设计

4．1 软件总体任务规划

4．2 软件的组织结构

4．3 软件开发平台及关键技术

4．3．1 VB简介

4．3．2 VB操作PCI设备

4．3．3 CAN总线通信协议的制定

4．4 软件功能模块描述及实现

4．4．1 初始化模块

4．4．2 手动下载与上传模块

4．4．3 自动下载模块

4．5 本章小结

5 数控程序传输软件的加工验证

5．1 DNC网络的连接调试和实验内容

5．2 模拟实验

5．3 现场加工实验

5．4 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果