關(guān)于開放式數(shù)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口技術(shù)的研究

王舒瑋

摘 要 所謂數(shù)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口技術(shù)，即指的是在實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床實(shí)時(shí)信息采集的基礎(chǔ)上，保證數(shù)控系統(tǒng)的開放性、網(wǎng)絡(luò)化以及智能化的關(guān)鍵技術(shù)。本文主要就數(shù)控系統(tǒng)采集接口的現(xiàn)狀、接口架構(gòu)設(shè)計(jì)以及接口的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行分析，為開放式數(shù)控系統(tǒng)完善提供參考。

關(guān)鍵詞 開放式數(shù)控系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)接口 技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著我國(guó)關(guān)于“信息化帶動(dòng)工業(yè)化”兩化融合產(chǎn)業(yè)政策的大力推進(jìn)，大部分企業(yè)在車間數(shù)字化與信息化的建設(shè)上不斷加大力度，進(jìn)而不斷提升產(chǎn)品的生產(chǎn)效率及質(zhì)量。隨著企業(yè)新需求的不斷提高，數(shù)控系統(tǒng)為了滿足企業(yè)發(fā)展需求，在其開放性上也提出了更高要求，因此，在開放式數(shù)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口技術(shù)研究上需要進(jìn)行相應(yīng)完善，以推動(dòng)行業(yè)進(jìn)步。

1數(shù)控系統(tǒng)采集接口的現(xiàn)狀

在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，企業(yè)會(huì)采用集中數(shù)控系統(tǒng)，滿足企業(yè)對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)的需求。據(jù)了解，在傳統(tǒng)的信息采集接口中，各數(shù)控產(chǎn)品生產(chǎn)商的采集接口相互之間不存在兼容性，無(wú)論是其兼容性還是通用性均受到一定制約。因此，支持開放式、網(wǎng)絡(luò)化以及智能化的制造已經(jīng)成為當(dāng)前制造企業(yè)發(fā)展過(guò)程中的必然趨勢(shì)。

在采集接口的相互能力提高要求上，大致包括以下幾點(diǎn)：

（1）與外界信息的交互能力：為了滿足采集接口的開放化，因此在于外界信息的相互能力上，必須能夠基于網(wǎng)絡(luò)與操作人員或其他數(shù)控設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)交流，并且能夠與上層網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行數(shù)據(jù)與信息的交換；

（2）能夠支持跨平臺(tái)操作；

（3）提供遠(yuǎn)程服務(wù)：大型制造企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中大多需要進(jìn)行跨時(shí)區(qū)、跨地域生產(chǎn)，因此在采集接口的能力提升上，應(yīng)當(dāng)能夠保證對(duì)數(shù)控設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，除此之外，保證遠(yuǎn)程交互式協(xié)同故障診斷也是必然要求之一。

2接口架構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1接口連接方式

筆者通過(guò)詳細(xì)的綜合分析，就各類型的數(shù)控設(shè)備進(jìn)行以下連接方式的分析及研究，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)支持MTConngct標(biāo)準(zhǔn)的采集接口，具體如下：

2.1.1通過(guò)轉(zhuǎn)換設(shè)備間接連接

該實(shí)現(xiàn)方式在當(dāng)前支持的接口連接上，僅僅是提供基于串口或基于電器特性進(jìn)行采集的數(shù)控系統(tǒng)，因此為了能夠支持MTConnect標(biāo)準(zhǔn)，該方式應(yīng)當(dāng)增加轉(zhuǎn)換設(shè)備，進(jìn)而獲取數(shù)控系統(tǒng)狀態(tài)，并經(jīng)過(guò)adapter（對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，滿足Agent要求，實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)和Agent互聯(lián)的軟件組件）對(duì)信息進(jìn)行格式轉(zhuǎn)化，最后將信息傳輸?shù)絘gent（基于MTCONNECT標(biāo)準(zhǔn)，利用HTTP協(xié)議，提供XML形式的數(shù)控系統(tǒng)信息的軟件組件），供采集端獲取。具體的連接方式詳見下圖。

2.1.2通過(guò)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行連接。

通過(guò)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行連接的是連接方式在當(dāng)前的狀態(tài)下，能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)控系統(tǒng)。因此，要在當(dāng)前的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)支持MTConnect標(biāo)準(zhǔn)的采集接口，則需要增加連接單元，進(jìn)而完成對(duì)外的信息提供。在連接單元的選擇上，可以選擇使用專用硬件設(shè)備。除此之外，在完善過(guò)程中必須保證能夠在其中實(shí)現(xiàn)adapter和agent。

2.1.3直接連接

直接連接的方式主要是針對(duì)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)MTComlect標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的agent、adapter，并且在獲取數(shù)控系統(tǒng)信息上，采集端可以直接通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)址端口直接獲取。

在上述三種不同的連接方式中，對(duì)于adapter以及agent的位置并沒有詳細(xì)具體的要求，既可以位于同一設(shè)備當(dāng)中，同樣也可以位于不同設(shè)備中。

2.2通用架構(gòu)實(shí)現(xiàn)方式

為了完善開放式數(shù)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口技術(shù)，需要設(shè)計(jì)出最終接口的通用架構(gòu)，因此，筆者將具體的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行以下分析：

（1）基于通過(guò)轉(zhuǎn)換設(shè)備間接連接的連接方式，在具體方案上，主要是實(shí)現(xiàn)復(fù)用傳統(tǒng)的信息采集接口，對(duì)于外界硬件連接不做假設(shè)，僅僅需要滿足傳統(tǒng)的采集接121使用即可。基于此，在采集數(shù)控信息中，將傳統(tǒng)的信息采集接口作為Adapter的一個(gè)模塊獲，取僅支持串口或物理特性的數(shù)控信息，進(jìn)而完成采集；

（2）基于通過(guò)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行連接的連接方式，筆者在設(shè)計(jì)過(guò)程中，將在Adapter中設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)采集模塊，并將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)轉(zhuǎn)化，最終形成一個(gè)Agent可識(shí)別的格式；

（3）基于直接連接的連接方式，在此連接方式中，最重要的要求是能夠在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)一個(gè)Adapter，并通過(guò)Agent進(jìn)行數(shù)據(jù)的直接獲取。

3結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)科技不斷發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)不斷完善，在開放式數(shù)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口技術(shù)研究上將會(huì)不斷完善、進(jìn)步。因此，相關(guān)研究人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，不斷實(shí)現(xiàn)接口技術(shù)的優(yōu)化，滿足社會(huì)發(fā)展需求。

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