信息化技术背景下数控实训基地的创建研究

摘要：信息化技术为网络时代的发展创造了条件，数控机床的网络化实现为网络化制造奠定了基础。基于此，本文将对信息化技术背景下数控实训基地的创建进行分析和研究，以数控实训基地为基点，以创建网络基础平台作为实现数控网络信息管理的跳板。

关键词：网络化制造;数控网络化;嵌入式

中图分类号：G712;TG659-4 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2020）10-0142-01

引言：将计算机、网络技术、制造技术三者有机结合，是实现网络化制造的根本要素。以数字化信息为基础，保证生产产品的生命周期，不仅要强化数控实训基地加工设备的效率、自动化水平和准确度，还需要高度重视信息技术方面标准化与数字化，保证交换信息时网络良好、处理信息时智能快速。数控系统是控制加工设备的核心，是基层信息加工的处理方法。所以，数控设备的网络化是实现真正的网络化制造的根本。

1 数控网络化类型

1.1通过串口实现联网。通常情况下，数控系统中都带有串行通信接口，例如RS232或是RS485，凭借串行通信接口能够保证数控加工的程序以及相关信息配置参数的传递。监控计算机借助RS232接口和数控系统沟通以实现数控程序的有效分配，通过局域网和其他计算机做到信息互通，保证产品生产调度的有效管理[1]。通过相互通信的方式能够使从前只有串口的数控机床进行连接，保证信息交互传递顺畅。

1.2通过现场总线实现联网。近年来，数控实训基地现场总线技术在制造行业中应用越发广泛，如今数控系统已经能够实现数据的交换，支持现场总线技术。数控机床间、数控机床和计算机之间通过现场总线也能够相互连接，以完成FMS等复杂的控制要求。通过联网的方式结合信息的形式及通信的规则将控制网络与上层管理网络拆开，以局域网形式对网络进行管理，保证数控系统间通信顺畅。

1.3通过局域网实现联网。目前，数控系统的发展更加趋向于体系结构较为开放、智能化的数控系统方向发展，且控制功能也有所强化，逐渐转向具有一定自主性和管理决策功能的方向发展。基于数控系统的发展导向，使得数控系统之间、数控系统和其他单元之间的信息传递变得越来越复杂，在信息量还在不断增加的情况下，具有以太网的数控系统才是实现发展的基础。所以，实现数控系统通信顺畅的方法主要是通过以太网和其他数控机床及上层管理计算机间进行通信，通过现场总线与底层设备、仪表传感器及执行器间进行通信。

2 数控网络系统

2.1数控网络基本结构。网络化数控系统主要由Internet/Intranet和WEB的广域网络数控系统与工业以太网的车间级网络数控系统组成，而组成广域数控网络系统的基础部分是车间级的工业以太网数控系统。易于操作的数控程序是主要由用户输入信息，或是连接到计算机通过RS-232接口再输入到数控系统当中[2]。所以，在计算机与数控系统中应该增设一个网络接口，保证数控系统与网络计算机之间通信順畅。

2.2数控网络系统的硬件设计。嵌入式网络接口单元是数控网络系统的基础硬件设计结构。嵌入式网络接口单元主要由嵌入式微控制器与多路选择开关、串行通信电平转换等模块电路构成。基于数据网络系统的整体性分析，对嵌入式网络接口单元的控制器要选择运行速度快、运行效率高、有多个替换串口，以保证数控网络系统的设计需求与正常运行。串口电平转换电路主要有两个组成部分，一部分是嵌入式网络接口单元与网络服务器之间的RS232串行通信，选用的芯片规格是MAX232;另一部分是嵌入式网络接口单元与机床之间的RS485串行通信，选用SN75174芯片。

2.3数控网络系统的软件设计。网络化数控系统是由较为零散的数控系统凭借数控网络接入单元和工业以太网组成。所以，软件系统中存在网络计算机系统或者是互联网服务管理程序，其中互联网服务管理程序应该包含对每个数控设备的程序管理、设备状态管理及产品加工管理进程等，还要有承接数控网络接口单元的处理程序[3]。当数控网络接口单元接收到网络管理服务器传送来的信息数据时，应立即明确目标机床的要求，选择准确地多路开关，与目标机床建立RS485通讯信道，等待连接成功，成功后将解出的数据传输到机床中。除此之外，数控网络接口单元还应该依次询问各数控设备的工作状态，及时将信息传送到网络管路服务器中，保证数据库实时更新。网络管理服务器还可以借助网络平台将全新的处理程序输入到数控网络接入单元中，通过嵌入式程序完成对单元功能的更新与维护。

结语：项目工程中的机床联网系统是在嵌入式技术基础上才得以发展的数控网络化系统。将嵌入式网络接口单元作为数控网络化系统的连接，可以实现数控系统与Internet网络的有效通信，可以通过网络服务器或是专业数控管理网络计算机完成对数控加工监控以及数控加工程序的有效监管。网络化数控系统在实训基地的数控车间经过不断的调试，试验结果表明信息化技术背景下的数控系统不仅运行稳定、且实用性较强。所以，信息化技术背景下的数控系统能够增强车间数控机床的经济的效益，还能够为实现信息共享、促进开放式数控系统的发展提供便利。

参考文献：

[1]邹峰，何桢，何曙光，崔庆安.网络制造模式下质量工具集成的研究与应用[J].机床与液压，2006（11）：16-19.

[2]赵峰，杨文潮，李木子.网络化制造实现技术研究[J].鲁东大学学报：自然科学版，2007（4）：323-327.

[3]周峰，黄洪钟，李剑中，孙占全，李丽，田志刚.网络化设计和制造[J].机械，2001（z1）：109-110.

作者简介：吕晓倩，女，1982年10月，汉，山东桓台，硕士，讲师，单位：山东工业职业学院，研究方向：数控技术。