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《大连理工大学》 2014年
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数控机床状态及生产信息采集系统设计研究

刘忠凯  
【摘要】:数控机床状态数据及生产信息数据是车间数字化的基础,在实际工程应用中可靠、全面的采集这些数据已成为数字化车间研究的热点和关键问题之一。现代制造车间的数控设备数据及生产信息内容繁多复杂,不同数控机床之间的异构性及生产信息记录困难的问题是阻碍车间信息采集的主要问题,因此研究通用性的数控机床采集方法和快速智能化的生产信息采集系统具有重要意义。 本文主要研究内容如下: (1)总结了国内外数控机床状态及生产信息数据采集方法的研究现状,对典型方法的应用情况进行了分析,指出各采集系统应用中现在存在的问题及未来的发展趋势。 (2)研究了数控机床状态及生产信息数据采集系统的总体结构,在对车间数控机床与生产信息数据采集需求分析的基础上,结合嵌入式技术、网络技术、无线传输技术及REID技术,提出了一种分布式采集、集中管理的系统整体解决方案。 (3)深入研究了数控机床状态数据的采集方法。采用基于宏命令、电器电路接口及外接传感器相结合的数控机床状态数据采集方法,对采集系统中的相关软、硬件进行了设计,主要工作包括对各采集模块电路的设计及相关程序设计。对系统传输方法进行了研究,通过移植LWIP嵌入式协议栈实现车间级数控机床数据的组网传输。 (4)对车间生产信息数据的采集和传输方法进行了研究。采用基于RFID技术的数据采集与基于ZigBee网络技术的数据传输方法,分别设计了工人信息采集低频RFID模块、在制品工序信息采集高频RFID模块与ZigBee网络无线传输模块,对系统各部分软件工作流程进行了设计,对系统的数据帧格式进行了详细定义。 (5)进行了上位机管理系统设计及系统整体测试。使用C++设计了上位机管理系统软件,实现了数控机床状态及生产信息数据采集系统的人机交互。文中重点对电器电路开关量采集、AD数据采集、CC2530通讯节点的通讯距离及丢包率指标进行了测试。测试结果表明,所设计系统可以较好的满足数控车间信息采集与传输需要。 研究结果表明,所设计的数控机床及生产信息采集系统可以较为全面的反映数控机床加工状态及加工过程中的生产信息数据,可以准确快速的对相关信息实现采集,具有反应快速、易于管理、可扩展性好等特点,具有一定的实用价值。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TG659

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【参考文献】
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