基于PDM的网络DNC系统的研究与开发

摘要

随着制造业信息化进程的不断深入，制造业对实现数字化设计/制造/管理一体化技术要求越来越强烈。如何充分运用计算机技术、网络技术、CAD/CAM/CAPP技术和计算机信息管理技术把制造加工车间的数控设备、企业的CAD/CAM/CAPP系统、上层管理部门联系起来，构建数控车间的网络化集成管理系统是现代制造加工车间实现信息化的关键。因此，研究数控车间数控设备的管理系统与企业相对独立的CAD、CAM、CAPP系统的集成技术对于提高数控车间的信息化管理水平具有非常重要的意义。 结合国内外相关技术的研究现状，本文介绍了在数控车间网络化管理中广泛采用的DNC技术，分析了当前国内外商业化的DNC系统存在的问题，并在网络DNC概念的基础上引入了PDM技术，将PDM技术与DNC技术相结合，构建“基于PDM的网络DNC系统”，真正实现数控车间管理网络化。在此基础上，本文主要论述了基于PDM的网络DNC系统具有的功能、数控车间网络DNC运行模式，以及构建该系统所需要的关键技术(异构数控系统联网技术、串行通信技术、数控设备远程控制、Windows多线程技术、winsock网络编程技术、数据库访问及编程技术、BOM报表技术、NC代码数控仿真技术等)，并开发了一套车间网络管理系统软件(STAR网络DNC)。 系统软件开发工具采用Visual C++6.0，数据库管理系统采用MicrosoftSQL Server 2000。系统人机界面友好，操作简单，可移植性好。该系统在中国电子科技集团公司某研究所和安徽省数字化重点实验室制造车间得到了良好的应用，具有广泛的应用前景和较好的实用价值。

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致谢

第一章绪论

1.1引言

1.2 DNC技术

1.2.1 DNC技术的发展

1.2.2 DNC技术的发展趋势及研究重点

1.3 PDM技术

1.3.1 PDM技术的产生背景

1.3.2 PDM是CAD/CAM/CAPP的集成平台

1.4 PDM系统与DNC系统集成的必要性

1.5课题来源及研究任务

1.5.1课题来源

1.5.2本课题的意义

1.5.3研究任务

第二章基于PDM的网络DNC系统的总体设计

2.1制造系统集成模式的研究

2.2基于PDM的网络DNC系统集成控制模式的建立

2.2.1需求分析

2.2.2系统集成控制模式的建立

2.3网络平台技术的研究

2.3.1网络拓扑结构

2.3.2网络数据的传输

2.3.3网络协议

2.3.4基于PDM的网络DNC系统网络方案的确定

2.4基于PDM的网络DNC系统的体系结构

2.5基于PDM的网络DNC系统功能模块划分

2.5.1车间网络管理系统功能模块划分

2.5.2 DNC通讯管理系统功能模块划分

2.6基于PDM的网络DNC系统的开发方案

2.6.1系统开发模式

2.6.2软件开发工具

2.6.3系统软、硬件配置

2.7本章小节

第三章基于PDM的网络DNC系统数据库及数据库访问技术

3.1系统数据库设计

3.1.1系统数据特点分析

3.1.2数据库管理系统的选择

3.1.3系统数据库的具体设计

3.2数据库的访问技术和数据库应用程序开发

3.2.1数据库的远程访问

3.2.2连接网络数据库的通信协议

3.2.3 MFC的数据库应用程序开发

3.3本章小结

第四章车间网络管理系统功能模块实现

4.1多线程技术和Winsock网络编程技术

4.1.1 Windows多线程技术

4.1.2 Winsock网络编程

4.2产品结构树的建立与维护

4.3系统客户端软件与服务器端软件的文件传输

4.4车间网络管理系统软件与AuctoCAD、Pro/E等其他应用软件的集成

4.4.1基于PDM实现应用集成的三个层次

4.4.2软件集成的具体实现

4.5报表汇总与报表工具

4.6车间网络管理系统软件的应用

4.6.1系统运行界面

4.6.2任务管理

4.6.3系统安全管理

4.6.4报表分类管理和模板管理

4.6.5刀具管理

4.6.6电子协作

4.6.7车间资源管理

4.7本章小结

第五章数控设备集成及DNC通讯管理系统功能模块实现

5.1数控设备的集成

5.1.1典型数控系统的通讯接口

5.1.2典型的DNC通讯技术

5.1.3基于以太网的DNC通讯技术

5.2串口服务器

5.3串行通信技术

5.3.1串行通信的流控制

5.3.2串行通信编程

5.4 DNC通讯管理系统软件实现的关键技术

5.4.1数控系统通讯协议

5.4.2串口服务器与数控系统数据传输的速度匹配问题

5.4.3 ISO编码与ASCII编码转换

5.4.4 NC加工代码远程调用与自动上传

5.4.5数控设备状态信息采集

5.5车间网络管理系统与DNC通讯管理系统的信息共享

5.5.1工作模式的研究

5.5.2通讯模块的设计与实现

5.6 DNC通讯管理系统的运行

5.7本章小结

第六章数控系统加工仿真

6.1数控车床仿真系统的总体设计

6.2机床建模及实现

6.3数控程序分析模块

6.3.1 NC程序代码特点

6.3.2 NC程序词法和语法分析

6.3.3 NC程序编译

6.4加工过程动态仿真

6.4.1仿真中的动画显示

6.4.2刀具动画的显示

6.5数控车削仿真系统运行

6.6本章小结

第七章总结与展望

7.1总结

7.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文