基于TCP/IP协议的FANUC-DNC系统研究与开发

摘要

面对新一轮的科技革命和产业变革，制造业转型升级势在必行。为适应“多品种小批量”、“个性化批量定制”的全新市场需求，制造业必须借助信息化技术建立快速响应机制，实现柔性生产。数控装备是实现现代化生产加工的关键，数控技术的快速发展使得国内数控装备在制造业的普及程度有了巨大的提升，关键环节的数控化率已达33％。然而，目前车间内数控装备的管理却存在生产过程不透明、运行效率低、管理不够精细化等诸多问题。本文设计并实现了基于TCP/IP的数控机床联网管控系统，系统能够实现机床与上层远程控制计算机、机床与机床、机床与操作员间的互联通信，彻底消除车间数控机床的信息孤岛现象，实现数控机床控制管理的集中化、数字化和信息化。
　　针对目前主流高端数控系统均提供以太网接口的现状，本文以FANUC数控机床为研究对象，利用工业以太网，搭建基于TCP/IP协议的DNC系统。系统基于工业物联网平台开发，保证系统的兼容性和可扩展性。系统采用C/S结构同B/S结构相结合的方式，在实现数控设备的现场管理和远程监管功能的基础之上，简化了系统部署、保证了数据安全。系统利用多线程技术实现对多台数控设备工作信号的实时采集，并通过增加数据转发层，构建异构通信中间件，进而实现车间不同信息系统间的数据交换。系统基于.NET平台，使用C#编程语言开发。DNC系统测试平台由23台联网的FANUC数控设备搭建完成，测试结果表明基于TCP/IP协议的FANUC-DNC系统能够实现多台数控机床联网通信、机床工作状态实时采集、NC程序集中管理、PMC参数远程维护和机床效能分析。

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1 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 课题研究意义

1.3 DNC研究现状

1.4 课题研究内容

1.5 本文章节划分

2 关键技术研究

2.1 DNC系统功能结构

2.2 FANUC数控系统

2.3 Ethernet与TCP/IP

2.4 基于Socket的C/S通信

2.5 .Net环境下的多线程处理机制

2.6 异构系统通信

2.7 本章小结

3 系统整体设计

3.1 工业物联网平台架构

3.2 DNC系统架构

3.3 功能模块划分

3.4 数据库设计

3.5 本章小结

4 系统关键模块实现

4.1 机床通信

4.2 实时监控

4.3 NC程序管理

4.4 参数维护

4.5 效能分析

4.6 本章小结

5 系统功能测试

5.1 测试环境

5.2 机床通讯测试

5.3 实时数据监控测试

5.4 NC程序管理测试

5.5 PMC信号编辑测试

5.6 系统参数维护测试

5.7 效能分析报表测试

5.8 本章小结

6 总结与展望

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

个人简历

在学期间发表论文

获奖情况

致谢