發(fā)布時(shí)間：2020-09-01 11:38

　　 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的日益普遍應(yīng)用,數(shù)控加工的網(wǎng)絡(luò)化、集成化已成為必然的趨勢。分布式數(shù)控(Distributed Numerical Control,DNC)是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、集成化數(shù)控加工的主要手段之一。在我國的制造業(yè)中,只具備串行接口的數(shù)控機(jī)床占有相當(dāng)大的比例。此類設(shè)備的DNC系統(tǒng)目前多采用通用串口服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)各種串行協(xié)議和TCP/IP協(xié)議的轉(zhuǎn)換,不能真正有效地對(duì)車間中異構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)的信息進(jìn)行集成,這為網(wǎng)絡(luò)化DNC系統(tǒng)的開發(fā)和維護(hù)帶來了一定困難。 本文結(jié)合嵌入式技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù),給出了基于嵌入式方法的網(wǎng)絡(luò)化DNC系統(tǒng)構(gòu)建方案,并自主開發(fā)了經(jīng)濟(jì)型嵌入式串口服務(wù)器。該服務(wù)器是由32位微處理器和嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)構(gòu)成,并通過制定適用于數(shù)控機(jī)床在線加工的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)嵌入式串口服務(wù)器的多任務(wù)內(nèi)核設(shè)計(jì)。通過向操作系統(tǒng)植入簡化了的TCP/IP協(xié)議棧和嵌入式Web服務(wù)器,使得該服務(wù)器不僅實(shí)現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床串行協(xié)議和TCP/IP協(xié)議的轉(zhuǎn)換,還實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)控加工的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測和控制,從而達(dá)到數(shù)控機(jī)床和上層管理軟件較全面的信息交流。 在此基礎(chǔ)上,本文還對(duì)基于多線程技術(shù)的DNC服務(wù)器通信程序的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了簡要闡述,利用Socket和多線程技術(shù)實(shí)現(xiàn)了DNC服務(wù)器與多臺(tái)串口服務(wù)器的連接與通信研究。 最后通過實(shí)驗(yàn)測試證明了嵌入式串口服務(wù)器軟硬件設(shè)計(jì)的合理性,以及所采用的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制的可靠性。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2007
【中圖分類】：TP368.5
【部分圖文】：

在每臺(tái)數(shù)控設(shè)備上安裝一臺(tái)單串口設(shè)備服務(wù)器，將串行接口直接轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)口，實(shí)現(xiàn)任意數(shù)控設(shè)備與以太網(wǎng)的聯(lián)接，在企業(yè)局域網(wǎng)內(nèi)的任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)都可以直接控制該網(wǎng)絡(luò)的任意一臺(tái)機(jī)床。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2.5所示，此方案的優(yōu)點(diǎn)是：1）靈活性好，機(jī)床設(shè)備可以按照需要任意分組，由不同的計(jì)算機(jī)控制不同數(shù)量的機(jī)床。2）可靠性高，采用星型連接方式構(gòu)建的DNC網(wǎng)絡(luò)，即便網(wǎng)絡(luò)中的一臺(tái)單串口服務(wù)器出現(xiàn)故障，影響的只是與該服務(wù)器相連的數(shù)控機(jī)床，其他數(shù)控控機(jī)床依然正常運(yùn)行。3）可通過Internet進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制，實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工信息的共享和優(yōu)化，提高數(shù)控機(jī)床的利用率。圖2.5 網(wǎng)絡(luò)化DNC系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在圖2.5所示的結(jié)構(gòu)中，用戶無法直接操作加工車間的數(shù)控機(jī)床，但可以把加工信息通過網(wǎng)絡(luò)提交給DNC服務(wù)器

21圖3.2 串口服務(wù)器硬件結(jié)構(gòu)圖3.3 嵌入式串口服務(wù)器實(shí)體圖3.2.1 LPC2220微控制器LPC2220微控制器是基于一個(gè)支持實(shí)時(shí)仿真和嵌入跟蹤的32/16位ARM7TDMI-SCPU，由于LPC2220的144腳封裝、極低的功耗、多個(gè)32位定時(shí)器、8路10位ADC、PWM輸出以及多達(dá)9個(gè)外部中斷管腳使它們特別適用于工業(yè)控制、醫(yī)11.0592MHZ有源晶振RTL8019以太網(wǎng)控制器LPC2220（ARM7）RS232驅(qū)動(dòng)器外部復(fù)位Flash

板面積、過多過長的引腳容易引入射頻干擾，功耗大也是很多應(yīng)用難以接受。而集成電路能很好的解決此類問題。圖3.4 串口服務(wù)器的復(fù)位電路圖在圖3.4中，信號(hào)nRST連接到LPC2220芯片的復(fù)位腳RESET，信號(hào)nTRST連接到LPC2220芯片內(nèi)部JTAG接口電路的復(fù)位腳TRST。當(dāng)復(fù)位鍵RST按下時(shí)，ADM708S立即輸出復(fù)位信號(hào)，其引腳RST輸出低電平導(dǎo)致74HC125導(dǎo)通，信號(hào)nRST和nTRST將輸出低電平使系統(tǒng)復(fù)位。平時(shí)ADM708S的RST輸出高電平，74HC125截止，有上拉電阻R3和R4將信號(hào)nRST和nTRST上拉為高點(diǎn)平

【引證文獻(xiàn)】

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1 嵇萍;劉泗巖;葉文華;;面向智能DNC的嵌入式機(jī)床狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];中國制造業(yè)信息化;2012年11期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 袁磊;基于C/S結(jié)構(gòu)的數(shù)控設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)研究[D];燕山大學(xué);2011年

2 郎琦;網(wǎng)絡(luò)化DNC加工平臺(tái)的研究與開發(fā)[D];哈爾濱理工大學(xué);2011年

3 程靜濤;基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)智能家居遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];天津大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2809680