基于网络技术的数控机床加工系统状态远程监测技术的研究

摘要

随着网络技术和虚拟仪器技术的飞速发展，在网络技术的基础上应用虚拟仪器技术进行远程监测将渗透到日常生活和工业生产的各个领域。虚拟仪器技术和网络技术的结合，将虚拟仪器的应用范围拓展到整个Internet/Intranet网上，使信号的采集、传输和处理一体化，而且不受地域、环境的限制。
　　 本文以数控机床为对象，设计了一个基于网络技术和虚拟仪器技术的数控机床加工系统远程监测系统，并将当前流行的视频监控技术应用到该在线监测系统中来，重点研究了刀具状态的监测方法。该系统采用了数控机床、现场服务器、远端主控室三层结构，采用当前流行的计算机网络技术将现场服务器和远端主控室连接在一起。本文就系统的结构、功能、实现技术进行了详细的介绍，具体的说来，主要包括如下主要内容：
　　 1）结合虚拟仪器技术和网络技术，设计了刀具切削振动监测和分析系统的总体框架，研究了振动信号的实域和频域分析方法，并把视频监控技术融合到加工系统在线监测中来。
　　 2）从硬件和软件两个方面，开发了数控机床加工系统的远程信息采集和处理系统。监测系统的硬件结构采用了USB结构，选用USB2002数据采集卡、视频采集卡、CCD Camera及CA-YD-106压电加速度传感器，满足高速数据采集的要求，并具有灵活方便、价格适中等优点。利用NI公司的虚拟仪器（LabVIEW）为开发平台完成了监测和分析软件的设计，采用了模块化和层次化的设计方法。
　　 3）分析比较了基于网络技术的LabVIEW远程控制技术的几种方式，重点介绍了远程面板控制技术，结合课题的实际，选用这种方案实现了加工系统远程在线监测。
　　 4）在XS6380数控高速铣床上对所开发设计的系统进行了测试，主要测试了机床加工工件时的远程监控和刀具状态的远程监测。