數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)化集成運(yùn)行模式及關(guān)鍵集成技術(shù)研究.pdf

1、作為產(chǎn)品生產(chǎn)周期中重要階段的制造過程還處于制造業(yè)信息化的薄弱環(huán)節(jié)。在企業(yè)的外部需求環(huán)境和內(nèi)部制造模式正發(fā)生根本性變革的情況下,數(shù)控機(jī)床制造過程的網(wǎng)絡(luò)化集成運(yùn)行作為制造過程信息化的重點內(nèi)容,已成為促進(jìn)企業(yè)信息化向車間制造過程深度融合的重要方向。當(dāng)前,制造企業(yè)的數(shù)控機(jī)床存在多種數(shù)控系統(tǒng),特別是量大面廣的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng),其系統(tǒng)接口和集成方式各不相同,造成加工進(jìn)度跟蹤不力、加工過程不可視等問題。目前對各種數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)過程中的資源、過程和功能的研

2、究還缺乏統(tǒng)一規(guī)范的集成運(yùn)行模式和集成技術(shù)體系等方面的內(nèi)容,本論文結(jié)合國家863重點項目“面向裝備制造的可配置MES產(chǎn)品及行業(yè)解決方案(項目編號:2007AA040701-2)”和國家自然科學(xué)基金項目“現(xiàn)代機(jī)械加工車間制造系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信息的系統(tǒng)特性和采集新方法研究(項目編號:50775228)”等課題,對支持制造過程信息有效集成的數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)化集成運(yùn)行模式及其所涉及的關(guān)鍵集成技術(shù)等內(nèi)容進(jìn)行了研究。
　　 首先,在分析數(shù)控車間制造過

3、程信息化和運(yùn)行中所面臨問題的基礎(chǔ)上,提出了一種支持制造資源共享、制造過程監(jiān)控和系統(tǒng)功能協(xié)同的數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)化集成運(yùn)行模式:在此基礎(chǔ)上利用面向服務(wù)的技術(shù)和動態(tài)適配技術(shù)提出了其集成框架,并對該框架進(jìn)行了形式化描述;為了有效地支撐該運(yùn)行模式的運(yùn)作過程,總結(jié)出了該模式的集成技術(shù)體系。該模式以數(shù)控加工過程中的人員、裝備和異構(gòu)系統(tǒng)的信息為主要集成對象,在對多源異構(gòu)數(shù)控信息進(jìn)行語法結(jié)構(gòu)和語義同構(gòu)化,以服務(wù)的形式對制造過程中與資源、過程和功能等進(jìn)行封裝的

4、基礎(chǔ)上,支持加工過程的動態(tài)運(yùn)行和監(jiān)控;通過實現(xiàn)與數(shù)控加工過程中的異構(gòu)系統(tǒng)的功能協(xié)同和關(guān)鍵信息的跟蹤,達(dá)到提高系統(tǒng)運(yùn)行效率的目的,并有效支持制造過程中關(guān)鍵信息的可視化。
　　 然后,從支持?jǐn)?shù)控加工過程中資源的集成、加工過程的動態(tài)運(yùn)行和監(jiān)控等方面對集成技術(shù)體系中的關(guān)鍵支撐技術(shù)進(jìn)行了研究。首先,研究了多源異構(gòu)動態(tài)數(shù)控信息同構(gòu)化技術(shù),從建立統(tǒng)一的信息邏輯組織形式的角度對數(shù)控信息的集成方法進(jìn)行了研究,并建立數(shù)控信息資源領(lǐng)域本體:其次,從信

5、息交互集成的方法上對數(shù)控信息的集成模式進(jìn)行了研究,通過構(gòu)建相互獨立的適配通道和動態(tài)配置規(guī)則約束從語法和語義兩個層次對多源異構(gòu)數(shù)控信息進(jìn)行了集成;最后,從面向服務(wù)的集成方式入手,在對數(shù)控加工過程中的資源、過程和功能的相關(guān)信息進(jìn)行封裝的基礎(chǔ)上,研究了制造過程中業(yè)務(wù)流程的集成運(yùn)行的方式。
　　 接下來,對集成技術(shù)體系中總結(jié)的關(guān)鍵運(yùn)行技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　 針對數(shù)控加工進(jìn)度等關(guān)鍵信息監(jiān)測的需求,提出了一種通過多源信息融合的方式進(jìn)

6、行數(shù)控加工進(jìn)度跟蹤的方法,這些信息包括加工軌跡、機(jī)床實時主軸功率信息、利用人機(jī)交互接口采集的人工輸入信息和實時加工坐標(biāo)值,在加工過程中通過加工軌跡實時動態(tài)跟蹤的方式對加工進(jìn)度進(jìn)行估計和預(yù)測。
　　 在分析當(dāng)前數(shù)控加工過程中異構(gòu)系統(tǒng)功能集成和協(xié)同方面存在不足的基礎(chǔ)上,提出了一種功能互操作方法,通過集成各系統(tǒng)中的功能接口實現(xiàn)用戶操作的集成,利用互操作流程自動作完成操作者實際的操作過程,達(dá)到了提高工作效率的目的。
　　 最后,