摘要：为了实现网络化环境下制造设备的管理和远程监控,提出了开放网络环境中的数控设备信息集成方法,包括数控系统联网方式、设备的信息模型和信息交互流程。该方法采用代理作为机床的网络接入端口,针对机床的结构多样性和传感器多样性的特点,建立了分层次可扩展的机床信息模型,通过Internet传输数控系统的结构化信息。设计了网络环境下的车间信息管理系统,实现了机床加工数据的可视化和机床利用率的统计。在实际的加工车间对所提出的数控系统信息集成方法的有效性进行验证,结果表明,该方法能够方便、可靠地实现网络环境中数控系统的信息集成,并且具有可扩展性。

摘要：现场总线的应用是数控系统发展的必然趋势。为满足数控系统的高可靠通信需求,在分析数控系统加工精度与可靠通信关系的基础上,设计一种现场总线可靠通信机制。针对该机制,建立数控系统通信可靠性评价的指标,提出以无故障通信时间来衡量现场总线通信的可靠程度;通过概率统计方法,对该机制的可靠性进行数学分析,得出现场总线通信可靠性与通信站数目及最大重发次数的关系,并分析各自的影响程度;通过仿真试验,验证理论分析结果的正确性,同时将该可靠通信机制应用到数控系统现场总线中,通过实际电磁干扰测试,证明该机制的有效性。该理论研究和试验结果,对数控系统通信的可靠性设计和分析具有重要的指导作用。

摘要：针对数控总线的异步及同步通信特点,提出一种在数控总线应用层之上对所传输消息采用动态循环冗余校验(Cyclical redundancy check,CRC)的消息安全通信方法。给出数控总线安全报文结构,设计出基于动态CRC校验的安全通信方法及相应算法。采用数学手段及试验测试对所提出方法与传统方法进行性能比较,证明该方法满足通信实时性要求,同时剩余错误率有明显降低,并能完全满足消息完整性等级要求。结果表明,该方法适合于数控总线消息安全通信的应用。

摘要：在分析了数控系统通信网络结构和通信特点的基础上,提出了一种新的现场总线时钟同步协议。基于该协议设计了面向数控系统应用的时钟同步机制,该机制包括通信模型、通信时序、主站调度和从站实时数据交换方法。将该机制设计的现场总线应用到数控系统中,实验表明该机制具有较高的时钟同步精度,能够满足数控系统的应用需求。

摘要：针对基于PC的数控系统及采用传统模拟接口存在的不足,提出了一种基于ARM处理器和FPGA的总线式运动控制器设计方法,并采用了Linux+Xenomai架构的实时化构建方案。重点阐述了基于GPMC接口和FPGA的现场总线控制板的实现,及实时操作系统下内核驱动模块的编写。最后,针对中断响应延迟和中断周期抖动开展了实验。结果表明,该方法完全可满足嵌入式数控系统及现场总线通信的性能需求。

摘要：针对高性能数控系统中解释器面临的要求,通过深入分析现有数控系统中解释器及与之交互的任务控制器的主要功能及实现方法,指出其在高速高精加工时存在的不足,在此基础上设计并实现了一种高效的NC代码解释机制;然后,对现有数控系统进行了基于STEP-NC的改造,提出了面向网络化制造STEP-NC数控系统的基本框架,并重点介绍了基于XML的STEP-NC程序解释器的设计与实现.

摘要：相对于传统的电信号传输,光纤通信有着传输速率高、信道容量大、传输距离远、抗干扰能力强等优点,已广泛应用于通信领域.为了提高数控系统通信的可靠性和安全性,针对现场总线的特点与需求,提出一种可应用于数控现场的光纤通信接口的设计方法.通过采用异步FIFO、过采样、字对齐等技术,基于单片FPGA实现了光纤通信的发送与接收功能.重点进行了通信接口的系统设计,各个功能模块涉及到的关键技术及具体实现.通过综合仿真及实际电路板级测试,验证了设计的正确性.实验结果表明,本设计具有工作稳定、易于实现、可扩展性好等优点,具有较好的应用价值.

摘要：为了提升数控系统的效率和功能,提出模块化的解释器结构模型.该模型将整个解释器分为词法分析模块,语法分析模块和解释执行模块3个模块.在词法分析模块中,提出利用EBNF(Extended Backus-Naur Form)对标准数控代码规则进行形式化描述的方法,并采用自顶向下的递归下降分析构建词法分析程序.通过将词法分析得到的数据存入设计好的加工信息存储结构,实现了数控指令的形式化表达.加工命令转化模块将加工数据转化成相应的数控指令送入系统底层模块.详细阐述了各模块的构建方法,并开发了一个简单的解释器原型系统,验证了所提方法的有效性,为高性能数控代码解释器的实现提供了技术支持.

摘要：针对数控系统中安全信号对传输安全性及实时性的需求,提出一种在数控双环现场总线上对所传输消息进行环形编码的消息安全通信方法。给出了数控双环现场总线安全报文结构,设计了基于双环的安全通信方法及相应算法。采用数学手段及实验测试对所提方法与传统方法进行了性能比较,证明该方法能够有效增强冗余性,降低重传概率,同时满足通信实时性的要求。

摘要：为了提高端面为正多边形的零件的加工效率,提出一种基于内摆线的连续车削加工的方法,提高了正多边形零件的加工效率和加工精度.工件轴与刀盘同步旋转时,刀尖相对于工件的轨迹为内摆线,选取合适的加工参数,可以实现正多边形的连续加工.首先分析了机床加工原理以及正多边形零件的形成原理,然后研究了确定正多边形的加工参数的方法,设计了多边形加工数控指令,建立正多边形车削加工车床仿真模型,仿真实验证明了可以通过该方法加工正多边形零件.