（機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)論文）電火花線切割dnc加工系統(tǒng)的研究.pdf

摘要 本文針對(duì)國(guó)內(nèi)電火花線切割加工的現(xiàn)狀，結(jié)合目前的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、 d n c 技術(shù)、數(shù)控技術(shù)和計(jì)算機(jī)通信等技術(shù)，提出了電火花線切割d n c 加工系統(tǒng)，并對(duì)電火 花線切割d n c 加工系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、功能模塊以及在開發(fā)過(guò)程中所采用的關(guān)鍵技術(shù)原理作 了詳細(xì)的介紹和分析。目前，該系統(tǒng)業(yè)已實(shí)旄并應(yīng)用于生產(chǎn)教研實(shí)踐中實(shí)踐證明實(shí)施本 系統(tǒng)后，線切割加工車間的資源得到優(yōu)化配置和合理利用，線切割加工的自動(dòng)化水平和加工 效率也大大提高。本文對(duì)電火花線切割d n c 加工系統(tǒng)進(jìn)行了有益的探索，全文內(nèi)容如下： 第一章介紹了電火花線切割加工的原理和應(yīng)用范圍，分析了線切割加工的現(xiàn)狀和存在的 問(wèn)題，聯(lián)系當(dāng)前國(guó)內(nèi)外d n c 的研究現(xiàn)狀，闡述了開發(fā)電火花線切割d n c 加工系統(tǒng)的重要 意義。 第二章在提出電火花線切割d n c 加工系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步介紹了系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、 特點(diǎn)和功能并且分析了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各個(gè)重要模塊實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)。 第三章研究了電火花線切割d n c 加工系統(tǒng)自動(dòng)化編程系統(tǒng)模塊的關(guān)鍵技術(shù)。詳細(xì)分析 了參數(shù)化生成加工路線的方法、鉬絲軌跡的后置處理、指令代碼的仿真、二維創(chuàng)新設(shè)計(jì)圈的 矢量化處理。 第四章研究了電火花線切割d n c 加工系統(tǒng)通訊模塊的關(guān)鍵技術(shù)。對(duì)異構(gòu)線切割機(jī)d n c 通信的實(shí)現(xiàn)和多串口通信解決方案進(jìn)行了詳細(xì)的討論。 第五章對(duì)整個(gè)系統(tǒng)軟件進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，并對(duì)功能模塊進(jìn)行了劃分。在此基礎(chǔ)上介紹 了a u t o c a d 環(huán)境下利用v c + + 和o b j t a r x 進(jìn)行系統(tǒng)自動(dòng)編程模塊軟件開發(fā)的過(guò)程。 第六章介紹了電火花線切割d n c 加工系統(tǒng)實(shí)施的例子，浙江大學(xué)電火花線切割二維創(chuàng) 新設(shè)計(jì)d n c 平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)，進(jìn)一步證明了電火花線切割d n c 加工系統(tǒng)研究的使用價(jià)值。 第七章總結(jié)了論文工作的內(nèi)容，指出了以后需要進(jìn)一步解決的問(wèn)題。 關(guān)鍵詞：電火花線切害4 加工d n c 自動(dòng)編程系統(tǒng) a b s t r a c t a i m m i n g a ts o l v i n gt h ep r o b l e m si nd o m e s t i cw i r e - e d m s e x i s t i n gs i t u a t i o n t h et h e s i sp u t s f o r w o r da na p p r o a c ho ft h em a c h i n i n gs y s t e mo f w i r e - e d md n c ，o nb a s eo ft h et e c h n o l o g y o fc o m p u t e rn e t w o r k , d a t a b a s e ，d n c , n ca n dc o m p t e rc o m m u n i c a t i o n sa t p r e s e n t t h et h e s i s i n t r o d u c e st h ef r a m e w o r k ，f u n c t i o nm o d u l eo f t h em a c h i n i n g s y s t e mo fw i r e - e d md n ca n d a n a l y s et h ek e yt e c h n i q u e p r i n c i p l ei nd e v e l o p i n gt h es y s t e m t h es y s t e mh a sb e e nv e r i f i e dt o b eag o o dm e t h o do fi m p r o v i n ga u t o m a t i o ni nw e d mi np m t i c e p r e s e n t l y t h ew h o l et h e s i sa s f o i l o w s ： i nc h a p t e r1 ，t h ep r i n c i p l ea n d a p p l i c a t i o na r c ao fw e d m i si n t r o d u c e da n dt h ep r o b l e m si n e x i t s i n g s i t u a t i o na r ed e s e d b e d b a s e dt h er e s e a r c hi n e x i t i n gs i t u a t i o n , t h ei m p o r t a n c e o f i m p l e m e n t i n g t h em a c h i n i n gs y s t e mo fw i r e - e d md n c i n c h a p t e r2 ，t h ef a m e w o r k ，c h a r a c t e r i s t i ca n df u n c t i o no ft h e m a c h i n i n gs y s t e mo f w i r e 。e d md n ci si n t r o d u c e da n ds o m e k e yt e c h n o l o g yi nr e a l i z i n gt h es y s t e mi sa l s od e s c r i b e d i n c h a p t e r3 ，s o m ek e yt e c h n i q u eu s e d i n r e a l i z i n g t h em o d u l eo fw i r ea u t o m a t i o n p r o g r a m m i n gs y s t e mi sd i s c u s s e d t h em e t h o do fb u i l d i n gm a c h i n i n gp a t ha u t o m a t i c l y , d i s p o s i n g o f t r a c k ，d i s p l a y i n gt h ec u t t i n gt r a c ko f n c c o d ea n d c a p t u r i n gv e c t o g r a p hf r o md i g i t a li m a g ei s a l s or e s e a r c h e di nd e t a i l i nc h a p t e r4 ，t h ek e yt e c h n i q u eu s i n gi n d e v e l o p i n gc o m m u n i c a t i o nm o d u l ei sd i s c u s s e d t h e na na p p r o a c ho f h e r e t o - s t r u c t u r ew e d mn c s y s t e mc o m m u n i c a t i o na n dm u l t i p l es e r i a lp o r t c o m m u n i c a t i o ni sp u tf o r w a r d i nc h a p t e r5 ，t h em a k e u pa n df u n c t i o no ft h es y s t e ms o r w a r ei s d e s i g n e df i r s t l y t h e nt h e p r o c e s so fd e v e l o p i n ga u t o m a t i cp r o g r a m m i n gs y s t e mo fw e d m i s p r e s e n t e d t h es y s t e mi s d e v e l o p e du s i n gt h et o o l o fv c + + a n do b j e c t a r xi nt h e p l a t f o r mo fa u t o c a d l a s t s o m e a r i t h m e t i cd i s c u s s e di nt h ea b o v e p a r a g r a p h si sr e a l i z e d i nc h a p t e r6 ，t h em a c h i n i n gs y s t e mo fw e d md n cd i s c u s s e da b o v ep a r a g r a p h si s p u ti n p r a c t i c ea st h ep l a t f o r mo f2 di n n o v a t i v ed e s i g ni nw e d m o f z h e j i a n gu n i v e r s i t y i th a sb e e n v e r i f i e dt h a tt h es y s t e mi sag o o dm e t h o do ff a r t h e s tu s i n gm a c h i n i n et o o l sa n di m p r o v et h e p r o d u c ee f f i c i e n c yd i s t i n c t l y i nc h a p t e r7 ，t h ew o r ko ft h ed i s s e r t a t i o ni ss u m m a r i z e da n dt h ef u r t h e rr e s e a r c hw o r ki s p r o s p e c t e d k e yw o r d s ：w i r e e l e c t r o n d i s c h a r g em a c h i n i n g ，d i r e c tc o n t r 0 1 d i s t r i b u t i v e n u m b e r c o n t r o l ，a u t o m a t i cp r o g r a m m i n gs y s t e m 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 1 1 論文研究的背景 1 1 1 電火花線切制加工的原理和應(yīng)用范圍 電火花線切割加工( w i r ee d m ，簡(jiǎn)稱w e d m ) 是在電火花加工基礎(chǔ)上于5 0 年代末最 早在前蘇聯(lián)發(fā)展起來(lái)的一種新的工藝形式，是用線狀電極( 鋁絲或銅絲) 靠火花放電對(duì)工件 進(jìn)行切割故稱為電火花線切割，有時(shí)簡(jiǎn)稱線切割。它已獲得廣泛的應(yīng)用，目前國(guó)內(nèi)外的線 切割機(jī)床已占電加工機(jī)床的6 0 以上。 一、拽切捌加工的原理【1 】 電火花線切割加工的基本原理是利用移動(dòng)的細(xì)金屬導(dǎo)線( 銅絲或鋁絲) 作電極，對(duì)工件 進(jìn)行脈沖火花放電、切割成形。 根據(jù)電極絲的運(yùn)行速度，電火花線切割機(jī)床通常分為兩大類：一類是高速走絲電火花線 切割機(jī)床( w e d m h s ) ，這類機(jī)床的電極絲作高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)一般走絲速度為8 1 0 m s ， 這是我國(guó)生產(chǎn)和使用的主要機(jī)種也是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的電火花線切割加工模式；另一類是低速走 絲電火花線切割機(jī)床c w e d m - l s ) ，這類機(jī)床的電極絲作低速單向運(yùn)動(dòng)，一般走絲速度低 于0 2m s ，這是國(guó)外生產(chǎn)和使用的主要機(jī)種。 快走絲電火花線切割加工過(guò)程大致如下：利用細(xì)鉬絲作工具電極進(jìn)行切割，貯絲筒使鉬 絲作正反向交替移動(dòng)，加工能源由脈沖電源供給。在電極絲和工件之間注入工作液介質(zhì)工 作臺(tái)在水平面兩個(gè)坐標(biāo)方向各自按預(yù)定的控制程序根據(jù)火花間隙狀態(tài)作伺服進(jìn)給移動(dòng)，從 而臺(tái)成各種曲線軌跡，把工件切割成形。 此外，電火花錢切割機(jī)床按控制方式可分為：靠模仿型控制、光電跟蹤控制、數(shù)字程 序控制等：按加工尺寸范圍可分為：大、中、小型以及普通型與專用型等。目前國(guó)內(nèi)外9 5 “以上的線切割機(jī)床都已采用數(shù)控化，而且采用不同水平的微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)從單片機(jī)、單扳 機(jī)到微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，有的還有自動(dòng)編程功能。 = 、線切削加工的應(yīng)用箍圍f 1 1 2 1 3 1 線切割加工為新產(chǎn)品試制、精密零件加工特別是模具制造開辟了一條新的工藝途徑 主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面。 ( 1 ) 加工模具適用于各種形狀的沖模。調(diào)整不同的間隙補(bǔ)償量，只需_ 二次編程就可以 切割凸模、凸模固定板、凹模及卸料板等。模具配合間隙、加工精度通常都能達(dá)到要求。此 外還可加工擠壓模、粉末冶金模、彎曲模、塑壓模等通常帶錐度的模具。 ( 2 ) 加工電火花成形加工用的電板一般穿孔加工用的電極以及帶錐度型腔加工用的電 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 極阻及銅鎢、銀鎢合金之類的電極材料，用線切割加工特別經(jīng)濟(jì)，同時(shí)也適用于加工微細(xì) 復(fù)雜形狀的電極。 ( 3 ) 加工零件在試制新產(chǎn)品時(shí)，用線切割在坯料上直接割出零件，例如試制切割特殊 微電機(jī)硅鋼片定轉(zhuǎn)子鐵心，由于不需另行制造模具，可大大縮短制造周期、降低成本。另外 修改設(shè)計(jì)、變更加工程序比較方便，加工薄件時(shí)還可多片疊在一起加工。在零件制造方面 可用于加工品種多，數(shù)量少的零件，特殊難加工材料的零件材料試驗(yàn)樣件，各種型孔、特 殊凸輪、樣板、成型刀具。同時(shí)還可進(jìn)行微細(xì)加工，異形槽、窄槽和標(biāo)準(zhǔn)缺陷的加工等。 1 1 2 電火花娩切加工的現(xiàn)狀和問(wèn)廈 一、電火花線切割加工的現(xiàn)狀 電火花切割加工自誕生以來(lái)，獲得了迅速的發(fā)展。特別是近十年來(lái)，由于數(shù)控技術(shù)、 脈沖電源、機(jī)床設(shè)計(jì)等方面的不斷進(jìn)步，線切割機(jī)的加工功能及加工指標(biāo)均比以前有較大的 提高。在控制技術(shù)的進(jìn)步方面，自適應(yīng)控制、自動(dòng)穿絲等方面的研究使得長(zhǎng)時(shí)間的無(wú)人操作 成為可能。功能較強(qiáng)的自動(dòng)編程軟件大大提高了編程效率，使得各種復(fù)雜圖形的零件編程成 為可能。 近年來(lái)隨著模具工業(yè)的飛速發(fā)展。在機(jī)械、屯子、電機(jī)、儀表、汽車等大中型企業(yè)中 都有十幾以至數(shù)十臺(tái)的線切割機(jī)用來(lái)加工模具和零件。模具零件特別是模具關(guān)鍵件( 模具 成形部分) 很大部分是由線切割完成的，其工作量很大。特別是近年來(lái)在沿海地區(qū)的城鎮(zhèn)涌 現(xiàn)出一支數(shù)萬(wàn)人的個(gè)體線切割加工專業(yè)戶，每戶都有3 4 臺(tái)以上的線切割機(jī)。但線切割機(jī)的 數(shù)控系統(tǒng)仍然是十年前的t p 8 0 1 單板機(jī)，它是一種2 m 主頻的8 位微機(jī)，容量小，抗干擾差 人機(jī)界面差。雖然線切割加工的自動(dòng)編程方法取得了很大的進(jìn)步，很多用戶已使用2 8 6 和 3 8 6 計(jì)算機(jī)，用對(duì)話方式或圖形方式進(jìn)行自動(dòng)編程?？墒蔷幒玫某绦蜉斎?yún)s仍然使用紙帶方 式，有些用戶還是靠單板機(jī)鍵盤手工輸入，既要占用大量的機(jī)對(duì)和人工，又很容易出錯(cuò)。另 一方面雖然大多數(shù)工廠擁有很多臺(tái)的線切割機(jī)，而線切割機(jī)的操作時(shí)問(wèn)一般僅占加工時(shí)間的 1 0 以下，卻仍然是一人一機(jī)編程作業(yè)需專門的人員。造成大量的人力浪費(fèi)。隨著企業(yè)改 革的深化很多單位要求一人操作多機(jī)p i 。 電火花線切割機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)已日臻完美。但目前仍有大量線切割機(jī)是一臺(tái)配一套控制系 統(tǒng)自動(dòng)編程程度低，特別是早期的控制系統(tǒng)，用單板機(jī)控制，多用手工編程或計(jì)算機(jī)編程 后用手工或穿孔帶輸入。較先進(jìn)的線切割機(jī)配備了微機(jī)，利用微機(jī)較強(qiáng)大的圖形和數(shù)據(jù)處理 功能進(jìn)行繪圖、編程乃至控制。即使如此，大多也是獨(dú)臺(tái)使用。這對(duì)大量生產(chǎn)制造模具這種 產(chǎn)品( 多品種、小批量) 的制造系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，反應(yīng)慢、效率低，與要求高效的模具制造系統(tǒng)不 相適應(yīng)“。 在規(guī)模稍大的模具制造廠( 車間) ，需要線切割加工的零件數(shù)量很大往往配置了幾臺(tái) 甚至幾十臺(tái)各種規(guī)格的線切割機(jī)。因而漸漸地出現(xiàn)了群控系統(tǒng)的概念，但其僅僅是把自動(dòng)編 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 程系統(tǒng)與線切割機(jī)簡(jiǎn)單連接，只是節(jié)省了編程和輸入的工作量【6 】。更先進(jìn)一點(diǎn)的是微機(jī)跟線 切割控制器之間采用了串口切換器這樣一臺(tái)電腦就可以往多臺(tái)數(shù)控線切割機(jī)床傳輸指令代 碼，可是美中不足的是用這種轉(zhuǎn)化器每一次只能保證傳給一臺(tái)線切割機(jī)床。并且每傳輸一次 就要切換開關(guān)一次，操作非常之麻煩。 總的來(lái)說(shuō)，目前電火花線切割加工存在著三大問(wèn)題：( 1 ) 精度和粗糙度的問(wèn)題：( 2 ) 加 工速度和效率問(wèn)題；( 3 ) 自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題。對(duì)于問(wèn)題( 1 ) 主要跟線切割機(jī)床的加工精度 有關(guān)，這是制造商關(guān)心的問(wèn)題，而本文則針對(duì)后兩者的問(wèn)題。 二、電火花線切割加工中c a d c a m 存在的主要技術(shù)問(wèn)恩 當(dāng)前。數(shù)控機(jī)床的改造成為許多科技工作者的研究熱點(diǎn)?；谟布O(shè)各很難再進(jìn)行改造， 故線切割數(shù)控自動(dòng)編程及c a d c a m 等技術(shù)成為改造現(xiàn)有線切割數(shù)控機(jī)床的主要方式。 特別需要指出的是，在電火花線切割加工領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)不少企業(yè)對(duì)線切割c a d c a m 等 計(jì)算機(jī)輔助單項(xiàng)應(yīng)用以及數(shù)控技術(shù)已經(jīng)比較成熟。如市場(chǎng)上流行的“b a n d 5w e d m 繪圖式 線切割自動(dòng)編程系統(tǒng)”、“北航海爾軟件公司的c a x a 線切割軟件”【6 ”等。 分析目前在線切割加工車間廣泛應(yīng)用的自動(dòng)編程軟件其還存在著許多不足之處，不能 滿足自動(dòng)化生產(chǎn)的需求。這些問(wèn)題主要體現(xiàn)在： ( i ) 目前仍然有一大部分線切割自動(dòng)編程軟件這是因?yàn)槟壳暗慕^大部分線切割自動(dòng)編 程系統(tǒng)還是運(yùn)行在d o s 系統(tǒng)下，而d o s 系統(tǒng)有先天性的缺陷，只能訪問(wèn)6 4 0 k 內(nèi)存p 1 心胼l 。 ( 2 ) 即使目前推出了許多基于w i n d o w s 的自動(dòng)編程軟件但其因?yàn)榧嫒菪院桶姹镜膯?wèn) 題，常常不能兼容目前流行的操作系統(tǒng)。舉個(gè)例子，c a x a 最新版的線切割c a d c a m 軟 件就只能在w i n 9 8 下面運(yùn)行，卻無(wú)法在w i n 2 k 下安裝運(yùn)行。 ( 3 ) 不能實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)尋跡。需要用戶指定加工起點(diǎn)、加工方向增加了操作人員 對(duì)加工的干涉，從而帶來(lái)較多的不穩(wěn)定因素。對(duì)于一些常用普通零件沒有必有按部就班的操 作。 ( 4 ) 沒有矢量化功能。對(duì)于一些形狀復(fù)雜的紀(jì)念章、工藝品或者模具器件很難進(jìn)行自 動(dòng)編程即使人工用直線和圓弧擬和編程，程序段很多，繁瑣不堪p ”。 ( 5 ) 軟件品種、版本五花八門，往往自成一體兼容性極差。 相對(duì)來(lái)說(shuō)，采用通用c a d 軟件作為c a d 平臺(tái)成為一種比較經(jīng)濟(jì)的方式。a u t o d e s k 公 司推出的a u t o c a d 繪圖軟件因其強(qiáng)大的圖形輸入、編輯功能和具備開放性數(shù)據(jù)文件接口而 成為廣泛采用的圖形輸入平臺(tái)。但是，這些系統(tǒng)中依然存在較多的問(wèn)題?？偟脕?lái)說(shuō)國(guó)內(nèi)在 開發(fā)基于a u t o c a d 的數(shù)控自動(dòng)化系統(tǒng)方面深度和廣度還不夠存在著一些問(wèn)題： ( i ) c a d c a m 集成度較差 在這些系統(tǒng)中c a d 與c a m 是分離的。a u t o c a d 僅用于繪圖輸入自動(dòng)編程過(guò)程往 往用另外一個(gè)獨(dú)立的應(yīng)用程序進(jìn)行。操作人員需要進(jìn)行頻繁的程序切換。完全滿足不了自動(dòng) 化生產(chǎn)的需求。 ( 2 ) 要求操作 員按照加工順序繪圖 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 這實(shí)際增加了對(duì)繪圖人員的要求和限制。要求繪圖人員必須熟悉加工過(guò)程，無(wú)法充分 利用該給圖軟件的繪圖和編輯功能。對(duì)于一些復(fù)雜的工件。往往需要手工計(jì)算確定參數(shù)，給 繪圖、加工帶來(lái)諸多不便。 ( 3 ) 對(duì)于刀具軌跡無(wú)法進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償 沒有考慮數(shù)控加工刀具的磨損加工的公差、粗糙度等要求。尤其對(duì)于電火花加工來(lái) 說(shuō)，需要考慮刀具的半徑和放電同隙的影響。需要進(jìn)行刀具實(shí)際加工軌跡進(jìn)行補(bǔ)償。 有鑒于此，設(shè)計(jì)一套便捷的、可操作性強(qiáng)而且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的電火花線切割加工車間自動(dòng)化 生產(chǎn)的解決方案，是非常具有現(xiàn)實(shí)意義的。 1 2 電火花線切割d n c 加工系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 1 2 1 國(guó)內(nèi)外d n c 技術(shù)研究理狀【4 ?；?近幾年隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)以及數(shù)控技術(shù)自身的發(fā)展，d n c 系統(tǒng)從以前局限 于用一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)控制多臺(tái)c n c 機(jī)床的傳統(tǒng)d n c 而發(fā)展成新型集成d n c l l2 】( 或稱廣義 d n c ) 。這種集成化d n c 系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)、通訊、數(shù)控等技術(shù)為基礎(chǔ)，把與制造過(guò)程有關(guān)的 設(shè)備與上層控制計(jì)算機(jī)集成起來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)制造設(shè)備的集中控制管理以及制造設(shè)備間、制造 設(shè)備與上層控制計(jì)算機(jī)問(wèn)的信息交換i l ”。車間級(jí)自動(dòng)化制造系統(tǒng)是c i m s 系統(tǒng)的重要組成 環(huán)節(jié)，是企業(yè)實(shí)施c i m s 的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。d n c 作為自動(dòng)化制造系統(tǒng)的一種模式隨著d n c 技術(shù)的發(fā)展重新引起國(guó)內(nèi)外企業(yè)的重視。 一、d n c 硬件接口技術(shù)研究現(xiàn)狀 目前國(guó)外d n c 硬件接口結(jié)束研究主要包括以下三種形式p 】： ( i ) 基于c n c 系統(tǒng)側(cè)的插卡： ( 2 ) 基于d n c 主機(jī)側(cè)的插卡： ( 3 ) 介于d n c 主機(jī)和c n c 系統(tǒng)之間的d n c 連接器； 國(guó)內(nèi)對(duì)于d n c 硬件接口技術(shù)的研究也很活躍。由于目前國(guó)內(nèi)存在大量8 0 、9 0 年代進(jìn) 口的一些數(shù)控系統(tǒng)及國(guó)產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)般都只具有r s 2 3 2 接口。此外，還存在大量的不帶 串口經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床【l “。針對(duì)上述國(guó)情，國(guó)內(nèi)主要研究對(duì)象為后兩種形式即基于d n c 主 機(jī)側(cè)的插卡和介于d n c 主機(jī)與c n c 系統(tǒng)之間的聯(lián)接器。如深圳研發(fā)電子有限公司研制的 r s - 2 3 2 擴(kuò)展卡，類似于t u r b o e x p r e s sp o r tr s - 2 3 2 卡，但功能不及該卡，最多只可與1 6 臺(tái) c n c 系統(tǒng)相聯(lián)；又如重慶大學(xué)、南京航空航天大學(xué)等單位研制的以現(xiàn)場(chǎng)總線( 如c a n - 8 u s 、 b i t b u s 等) 作為與設(shè)備層中c n c 系統(tǒng)及i o 口相聯(lián)的紐帶，均取得了一定的效果。 二、d n c 軟件技術(shù)的研究現(xiàn)狀 在d n c 技術(shù)發(fā)展之初其功能大小主要由構(gòu)成系統(tǒng)的硬件來(lái)決定。隨著計(jì)算機(jī)通信技 術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，目前己出現(xiàn)了共識(shí)的d n c 通信接口商品化產(chǎn)品，現(xiàn)在d n c 的功能 及特色主要由軟件來(lái)擴(kuò)展【1 ”，競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果使得d n c 功能越來(lái)越豐富、強(qiáng)大，使用也越來(lái)越 4 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 方便、容易。如美國(guó)s p e c t r u mc n ct e c h n o l o g i e s 公司的基于w i n d o w s 9 5 、9 8 n t 的 m u l t i d n c 系統(tǒng)、d n c w o r k 公司的e x t r e m ed n c 軟件、英國(guó)h i t a c h is e i k is y s t e m s 公司的 n e t w o r k e dd n c 軟件、日本f a n u c 公司的d n c 2 系統(tǒng)、中國(guó)臺(tái)灣涌佳科技有限公司的 x o d n c 。其他知名的d n c 軟件公司在美國(guó)就有十多家，如a d v a n c e dd i g i t a lr e s e a r c h 公司 的基于w i n d o w s 的a d v a n c e d n c 、c i mw o r k sg a g et a l k e r 公司的v i s u a ld n c 、c i m n e t 公司的s h o p n e t d i q c 等。這些d n c 軟件大部分可通過(guò)w i n d o w s 支持的t c p 1 p 協(xié)議與l a n 或u n i x 系統(tǒng)聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)c n c 程序、工藝參數(shù)等數(shù)據(jù)的且下傳遞：狀態(tài)采集( 含故障信息、 刀具信息) 與顯示；n c 程序編輯( 含圖形仿真與比較等) ；生產(chǎn)調(diào)度與監(jiān)控；單元控制與集 中管理( 含生產(chǎn)訂單、設(shè)備、工具、材料、工藝文件、n c 程序、數(shù)據(jù)備份、質(zhì)量等資料管 理) ；人員分級(jí)權(quán)限；事件日志；遠(yuǎn)程控制( 含異地訪問(wèn)) 以及與c a d c a p p c a m m i s 集成等集成功能。 國(guó)內(nèi)d n c 應(yīng)用軟件的研究也非?；钴S，有一定影響的有：南京航空航天大學(xué)與成都 飛機(jī)公司合作研制的“成都飛機(jī)公司的f d n c 系統(tǒng)”。系統(tǒng)生產(chǎn)線主要由單元控制( 含工作 站控制) 和d n c 接口控制二級(jí)控制器組成。單元控制器主要承擔(dān)系統(tǒng)計(jì)劃、調(diào)度、統(tǒng)計(jì)與 查詢等功能，d n c 接口控制器根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境采用串行通信方式主要承擔(dān)c n c 系統(tǒng)的 控制、數(shù)據(jù)雙向傳送、設(shè)備加工狀態(tài)與故障信息采集等功能。重慶大學(xué)研制的“基于軟插 件技術(shù)的d n c 通信系統(tǒng)” 1 3 1 , 其軟插件的含義為將異構(gòu)數(shù)控設(shè)備的各通信協(xié)議轉(zhuǎn)換成軟件 模塊，從d n c 主機(jī)中下載到與機(jī)床相聯(lián)的c a n 通訊卡內(nèi)的e p r o m 中，通過(guò)c a n 主控卡 實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)控設(shè)備與d n c 主機(jī)的聯(lián)接與通信。該系統(tǒng)1 9 9 8 年7 月通過(guò)國(guó)家教委組織的技 術(shù)鑒定。清華大學(xué)和北京機(jī)床研究所合作完成的“國(guó)家c i m s e r c 的d n c 系統(tǒng)”。系統(tǒng) 的通信結(jié)構(gòu)為局域網(wǎng)型，其基礎(chǔ)控制級(jí)互聯(lián)采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過(guò)串行口連接到d n c 主 機(jī)，被控設(shè)備有加工中心、自動(dòng)導(dǎo)引小車、刀具預(yù)調(diào)儀和立體倉(cāng)庫(kù)。該系統(tǒng)于1 9 9 2 年底通 過(guò)國(guó)家驗(yàn)收。西安交通大學(xué)和西安順通電子工程公司合作完成的“s t - d n c i 1 、2 1 和3 1 型d n c 系統(tǒng)”i t 6 1 。1 1 型為經(jīng)濟(jì)型d n c 系統(tǒng)，用一臺(tái)微機(jī)直接和多臺(tái)數(shù)控機(jī)床相聯(lián)：2 1 型在微機(jī)與機(jī)床之間增加了一級(jí)d n c 智能控制臺(tái)可處理多種通信接口如紙帶閱讀機(jī)口、 r s 2 3 2 口和d n c 接口等：3 1 型在2 1 型的基礎(chǔ)上增加了作業(yè)管理、過(guò)程監(jiān)控等功能。其 它還有上海交通大學(xué)研制的“基于c o r b a 的d n c 系統(tǒng)”【l7 i 、四川大學(xué)研制的“異構(gòu)數(shù)控 機(jī)床的d n c ”1 1 8 1 等，均取得了一定的研究成果。 1 2 2 電火花娩切翻d n c 加工系統(tǒng)的提出 盡管國(guó)內(nèi)外d n c 技術(shù)的研究已經(jīng)相當(dāng)成熟，國(guó)外昂貴的d n c 商業(yè)軟件產(chǎn)品也是推陳 出新。而國(guó)內(nèi)推廣應(yīng)用則不盡如人意，至今國(guó)內(nèi)還沒有一套能把多臺(tái)異構(gòu)線切割機(jī)床構(gòu)成完 整的電火花線切割d n c 加工系統(tǒng)的解決方案。 雖然d n c 具有諸多強(qiáng)大的功能模塊和便利之處，僵是目前討論的d n c 系統(tǒng)解決方案 都是針對(duì)大型企業(yè)或是車問(wèn)級(jí)的自動(dòng)化加工模式，并不適用于電火花線切害目加工。其存在的 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 弊端是：一、其經(jīng)濟(jì)成本太高，無(wú)法推廣應(yīng)用；二、許多功能不是針對(duì)線切割加工的，比如 一些針對(duì)常規(guī)數(shù)控機(jī)床d n c 通信端口對(duì)于線切割機(jī)床則無(wú)法使用因?yàn)槟壳皣?guó)內(nèi)使用的很 多線切割機(jī)床都是沒有提供這方面的通信接口的故也是難以實(shí)施。 考慮到蓬勃發(fā)展的電火花線切割加工專業(yè)工廠和車間生產(chǎn)要適應(yīng)快的特點(diǎn)，制造廠商 對(duì)訂單的響應(yīng)速度僅僅從提高設(shè)備臺(tái)數(shù)和單臺(tái)生產(chǎn)效率是不夠的應(yīng)從整體上提高點(diǎn)火線 切割加工的自動(dòng)化水平和管理水平1 6 j 。因此，構(gòu)造具有較高自動(dòng)化水平和一定的管理協(xié)調(diào)能 力的電火花線切割加工系統(tǒng)是非常有意義的。 有鑒于此，本文獨(dú)創(chuàng)性地提出了針對(duì)電火花線切割加工車間的d n c 加工系統(tǒng)。本文提 出的整個(gè)電火花線切割d n c 加工系統(tǒng)，除了自帶線切割c a d c a m 軟件功能之外，還具有 d n c 系統(tǒng)的基本功能：通信功能、管理功能。即系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)線切割零件的設(shè)計(jì)、制造，同 時(shí)又能對(duì)異構(gòu)的線切割機(jī)床給予一定的控制和有效管理。 1 3 論文選題的意義 基于以上國(guó)內(nèi)企業(yè)或車間電火花線切割加工中所存在問(wèn)題和目前國(guó)內(nèi)外d n c 技術(shù)的研 究現(xiàn)狀，本文確立的研究?jī)?nèi)容是電火花線切割d n c 加工系統(tǒng)的研究?？紤]到a u t o c a d 是 國(guó)內(nèi)目前普及率最高的c a d 支撐平臺(tái)，對(duì)許多企事業(yè)單位來(lái)說(shuō)它仍是進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和繪 圖的首選工具。如果在此基礎(chǔ)上開發(fā)一套實(shí)用的電火花線切割d n c 加工系統(tǒng)的自動(dòng)編程系 統(tǒng)其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益將是巨大的，具有廣闊的應(yīng)用前景。開發(fā)電火花線切割d n c 加 工系統(tǒng)可蚍解決目前國(guó)內(nèi)在模具工廠或是車間線切割加工應(yīng)用方面的一些問(wèn)題： ( a ) 該d n c 加工系統(tǒng)集生產(chǎn)任務(wù)分配、任務(wù)管理、圖紙管理、工藝管理、n c 程序管 理和機(jī)床信息管理為一體，可以實(shí)現(xiàn)與其他c a d c a m 系統(tǒng)的信息共享。 ( b ) 該d n c 加工系統(tǒng)自帶了線切割c a d c a m 系統(tǒng)，可以解決目前許多企業(yè)中設(shè)計(jì) 與加工相分離的問(wèn)題。由于該系統(tǒng)的自動(dòng)編程系統(tǒng)是基于a u t o c a d 開發(fā)的所以 可以保證產(chǎn)品信息的完整性與正確性，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與加工的無(wú)縫集成與共享，同時(shí)可 靠性和通用性比較高。 ( c ) 該系統(tǒng)提供了交互式的矢量化功能。可以通過(guò)掃描設(shè)備將實(shí)物或者手繪圖片掃描 為數(shù)字圖像再將圖像轉(zhuǎn)化為可以直接在a u t o c a d 平臺(tái)下的d x f 文件，然后進(jìn) 行編程加工。 ( d ) 該系統(tǒng)解決了與目前國(guó)內(nèi)許多異構(gòu)線切割機(jī)床的通信問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)了對(duì)線切割機(jī)床 設(shè)備的有效控制和管理。 1 4 論文研究的內(nèi)容 通過(guò)對(duì)目前我國(guó)電火花線切割加工的存在的問(wèn)題和相關(guān)方面研究現(xiàn)狀的分析，本文將利 用當(dāng)前成熟的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)以及數(shù)控技術(shù)，對(duì)電火花線切割加工車間進(jìn)行技術(shù) 改造，實(shí)現(xiàn)電火花線切割加工車間高效率、快反應(yīng)的生產(chǎn)目標(biāo)。本文的總體結(jié)構(gòu)如圖1 1 所 6 浙旺大學(xué)碩士學(xué)位論文 刁i 。 圖1 一l 論文的總體結(jié)構(gòu) 本文提到的電火花線切割d n c 加工系統(tǒng)包括三大模塊：( 1 ) 自動(dòng)化編程模塊，主要解 決線切割零件的加工代碼生成；( 2 ) 通信模塊，主要解決d n c 主機(jī)與異構(gòu)線切割數(shù)控系統(tǒng) 的雙向信息傳輸問(wèn)題；( 3 ) 管理模塊，解決生產(chǎn)過(guò)程中加工圖紙、工藝、n c 程序的數(shù)據(jù)庫(kù) 管理。本文著重研究系統(tǒng)自動(dòng)化編程模塊和通信模塊，管理模塊則不作詳細(xì)論述。 本論文主要包括以下內(nèi)容： 第一章介紹了電火花線切割加工的原理和應(yīng)用范圍，分析了線切割加工的現(xiàn)狀和問(wèn)題- 聯(lián)系當(dāng)前國(guó)內(nèi)外d n c 的研究現(xiàn)狀闡述了開發(fā)電火花線切割d n c 加工系統(tǒng)的重要意義a 第二章提出了電火花線切割d n c 加工系統(tǒng)的總體框架和模型，論述了系統(tǒng)的功能和原 理，分析了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。 第三章研究了電火花線切割加工d n c 系統(tǒng)自動(dòng)化編程系統(tǒng)模塊的關(guān)鍵技術(shù)，詳細(xì)分析 了參數(shù)化加工路線生成的方法、鉬絲軌跡的后置處理、指令代碼的仿真、二維創(chuàng)新設(shè)計(jì)圖的 矢量化處理。 第四章研究了電火花線切割d n c 加i 系統(tǒng)通訊模塊實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)。對(duì)異構(gòu)牲切割機(jī) d n c 通信的實(shí)現(xiàn)和多串口通信解決方案進(jìn)行了詳細(xì)的討論。 7 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第五章對(duì)整個(gè)系統(tǒng)軟件進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)并對(duì)功能模塊進(jìn)行了劃分。在此基礎(chǔ)上，介紹 了a u t o c a d 環(huán)境下利用v c + + 和o b j e c t a r x 進(jìn)行系統(tǒng)自動(dòng)編程模塊軟件開發(fā)的過(guò)程。 第六章介紹了電火花線切割d n c 加工系統(tǒng)實(shí)旄的例子浙江大學(xué)電火花線切割二維創(chuàng) 新設(shè)計(jì)d n c 平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)，進(jìn)一步證明了電火花線切割d n c 加工系統(tǒng)研究的使用價(jià)值。 第七章總結(jié)了論文工作的內(nèi)容，指出了以后需要進(jìn)一步解決的問(wèn)題。 作為本文所介紹的電火花線切割d n c 加工系統(tǒng)實(shí)旖的例子一浙江大學(xué)電火花線切割二 維創(chuàng)新設(shè)計(jì)d n c 平臺(tái)，目前己在我校金工實(shí)習(xí)基地生產(chǎn)、教學(xué)實(shí)習(xí)中得到充分應(yīng)用。實(shí)踐 證明，實(shí)施本系統(tǒng)后，使線切割加工車間的資源達(dá)到了優(yōu)化配置和利用，提高了線切割加工 的自動(dòng)化水平和加工效率。本文對(duì)電火花線切割d n c 加工系統(tǒng)進(jìn)行了有益的探索。 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章電火花線切割d n c 加工系統(tǒng)的框架和關(guān)鍵技術(shù) 高生產(chǎn)率、高質(zhì)量和低費(fèi)用的制造生產(chǎn)一直是工業(yè)界所追求的目標(biāo)，電火花線切割加工 更是如此。如何以最少的費(fèi)用、最快的速度生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品，一直是人們關(guān)心的問(wèn)題。 本章根據(jù)前章緒論提出的問(wèn)題完成了電火花線切割d n c 加工系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)的完整設(shè)計(jì)和 技術(shù)分析，為電火花線切割加工車間自動(dòng)化生產(chǎn)提供了一種有效的解決方案。 2 1 電火花線切割d n c 加工系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 2 1 1 電火花線切捌d n c 加工系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu) 近年來(lái)數(shù)控機(jī)床的占有率在我國(guó)呈逐年上升趨勢(shì)，在一些大型模具廠或車間己出現(xiàn)了 一些專門的線切割數(shù)控車間。傳統(tǒng)的一對(duì)一的簡(jiǎn)單生產(chǎn)作業(yè)方式，已經(jīng)不能滿足目前生產(chǎn)加 工的要求。要想實(shí)現(xiàn)提高生產(chǎn)效率，必須對(duì)分散的機(jī)床設(shè)備進(jìn)行有效的管理和控制因此需 要擴(kuò)建設(shè)備控制層對(duì)原先單一的設(shè)備層進(jìn)行管理和控制即一對(duì)多模式。但是，簡(jiǎn)單的一對(duì)多 方式其實(shí)質(zhì)意義上還是分散的，生產(chǎn)設(shè)備和人力資源得不到優(yōu)化配置。由圖2 1 可知我們 只有采用多對(duì)多的生產(chǎn)模式采用控制服務(wù)器對(duì)設(shè)備進(jìn)行集中控制，同時(shí)使用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)服 務(wù)器實(shí)現(xiàn)與上層車間或是工廠的信息交流。另外，多對(duì)多模式最大限度的利用了生產(chǎn)設(shè)備、 人力資源真正達(dá)到了大型模具廠或線切割車間高效率、快響應(yīng)的生產(chǎn)要求。 線線 切切 割割 機(jī)機(jī) 床床 設(shè)設(shè) 備備 丁 管理控 制層 線線 切切 割割 機(jī)機(jī) 床床 設(shè)設(shè) 備備 。_ 。一 _ 管理控 制層 線線線 切切切 割割割 機(jī)機(jī)機(jī) 床床床 設(shè)設(shè)設(shè) 備備備 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ i i 控制服務(wù)器 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器 管理控制層 l 上l 用用用 戶戶 一對(duì)一 一對(duì)多多對(duì)多 圖2 - l 線切割加工模式的改進(jìn) 根據(jù)多對(duì)多的模型，本文提出了由服務(wù)器層、工作站層和數(shù)控設(shè)備層構(gòu)成的三級(jí)電火花 線切割d n c 加工系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)主要為客戶機(jī)，服務(wù)器的體系結(jié)構(gòu)。服務(wù)器和d n c 主機(jī)放在 遠(yuǎn)離加工車間的控制中心工作站放在數(shù)控線切割機(jī)床附近。服務(wù)器和d n c 主機(jī)咀及工作 9 浙遼大學(xué)碩士學(xué)位論文 站通過(guò)局域網(wǎng)相連，d n c 主機(jī)則通過(guò)多種方式跟數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)通訊。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如 圖2 1 所示。 服務(wù)器層是整個(gè)制造系統(tǒng)的核心，根據(jù)功能的不同可分為c a d c a m 服務(wù)器、控制服 務(wù)器( d n c 主機(jī)) 和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。服務(wù)器層集c a d c a m 、d n c 控制和多種管理功能為 一體，如通訊調(diào)度管理、系統(tǒng)信息管理、n c 程序管理、工藝信息管理、生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)調(diào) 度等。服務(wù)器層向上通過(guò)集線器跟工廠局域網(wǎng)相連接，這樣可以保證與其他車間的各系統(tǒng)的 計(jì)算祝進(jìn)行通訊、資源共享，提高整個(gè)企整數(shù)控船工和船工管理的效率。 設(shè)備層考慮到目前電火花線切割機(jī)床設(shè)備的異構(gòu)性d n c 主機(jī)和從機(jī)之間采用多種通 訊方式。對(duì)于裝有w i n d o w s 的微機(jī)和帶有以太網(wǎng)接口的線切割機(jī)床控制器使用以太網(wǎng)方式 進(jìn)行通信：對(duì)于控制器為單片機(jī)的經(jīng)濟(jì)型線切割機(jī)床或是工控機(jī)的使用多串口通信：針對(duì)舊 式無(wú)r s 2 3 2 串口的單板機(jī)控制器則采用并口通信。 多個(gè)操作人員可以并發(fā)地通過(guò)各個(gè)工作站通過(guò)網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行該系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，這樣有效的 共享了數(shù)據(jù)信息和網(wǎng)絡(luò)資源。而系統(tǒng)管理員也可以方便地管理、維護(hù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 2 1 2 電火花線切割d n c 加工系統(tǒng)的特點(diǎn) 該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是： ( 1 ) 集計(jì)算祝】阿絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、通訊技本、管理技術(shù)、數(shù)控技術(shù)為一訪： ( 2 ) 分布式處理模式，c a d c a m 服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、d n c 主機(jī)和客戶機(jī)分擔(dān)不 同的任務(wù)； ( 3 ) 系統(tǒng)的擴(kuò)充性好，可根據(jù)需要增加或減少客戶機(jī)和線切割數(shù)控系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)系統(tǒng) 的其它部分幾乎沒有影響： ( 4 ) 數(shù)據(jù)庫(kù)的多用戶性這對(duì)保證數(shù)據(jù)完整、安全、數(shù)據(jù)訪問(wèn)控制是非常有利的； ( 5 ) 系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)采用具有客戶機(jī)服務(wù)器結(jié)構(gòu)的模式進(jìn)行處理； ( 6 ) 系統(tǒng)中d n c 主機(jī)除了分配任務(wù)以外，還對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理，調(diào)用生產(chǎn)管理系統(tǒng) 對(duì)圖紙、工藝、n c 程序進(jìn)行編輯、修改及存儲(chǔ)等； o 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 圖2 - 1 電火花線切割d n c 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 2 2 電火花線切割d n c 加工系統(tǒng)的功能 2 2 1 電火花線切制d n c 加工系統(tǒng)備層的功能 下面分別對(duì)該系統(tǒng)中c a d c a m 服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、d n c 主機(jī)和工作站的分布式 結(jié)構(gòu)( 如圖2 - 2 所示) 以及系統(tǒng)軟件的主要功能加以介紹。 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 d n c 主機(jī) 器 圖2 2 系統(tǒng)分布式結(jié)構(gòu)圖 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器：用于存放、管理線切割生產(chǎn)任務(wù)、圖紙、工藝文件、n c 程序等數(shù)據(jù)信 息。 c a d c a m 服務(wù)器：實(shí)現(xiàn)線切割零件繪圖和自動(dòng)化編程。 d n c 主機(jī)( 控制服務(wù)器) ：是該系統(tǒng)的中間層。實(shí)現(xiàn)線切割生產(chǎn)任務(wù)、圖紙、工藝文件、 n c 程序從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的下達(dá)和收集來(lái)自數(shù)控系統(tǒng)反饋的有關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)任務(wù)的分配 及生產(chǎn)任務(wù)管理、圖紙管理、工藝文件管理、n c 程序管理。 工作站：工作站是該系統(tǒng)的操作層。系統(tǒng)的大部分操作是在工作站進(jìn)行的。工作站層推 薦采用無(wú)盤工作站，一方面可阻大大降低投資，另一方面可以太大減少病毒入侵的機(jī)會(huì)防 止非法拷貝，保護(hù)文件，增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性。 從機(jī)( 機(jī)床控制器) ：是該系統(tǒng)的媒介層，起承上啟下的作用，它一方面通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn) 接收d n c 主機(jī)下達(dá)的任務(wù)并向d n c 主機(jī)反饋有關(guān)信息。另一方面。通過(guò)串行口或其它 接口向線切割機(jī)床傳送加工程序代碼。 該系統(tǒng)的軟件主要實(shí)現(xiàn)三大功能：管理功能( 包括任務(wù)分配、任務(wù)管理、圖紙管理、工 藝管理、n c 程序管理等) 、通信功能( 包括n c 文件傳輸、命令傳輸、設(shè)備跟蹤和監(jiān)控等) 和自動(dòng)編程功能( 掃描識(shí)別、繪圖、編碼等) 2 2 2 電火花線切謝d n c 加工系統(tǒng)主從兩端的功能 d n c 主機(jī)( 控制服務(wù)器) 端的主要功能： ( 1 ) 線切割任務(wù)分配：d n c 主機(jī)根據(jù)從機(jī)的狀態(tài)進(jìn)行任務(wù)分配( 任務(wù)號(hào)、圖紙、工藝、 n c 程序) ( 2 ) 線切割任務(wù)管理：數(shù)據(jù)庫(kù)記錄的插入、查詢、刪除、修改、瀏覽、報(bào)表的打印及 圖紙、工藝、n c 程序的編輯、修改 ( 3 ) 線切割圖紙管理：數(shù)據(jù)庫(kù)記錄的插入、查詢、刪除、修改、瀏覽、報(bào)表的打印及 線切割圖紙的編輯、修改。 ( 4 ) 線切割工藝管理：數(shù)據(jù)庫(kù)記錄的插入、查詢、刪除、修改、瀏覽、報(bào)表的打印及 線切割工藝卡片的編輯、修改。 1 2 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 ( 5 ) 線切割n c 程序管理：數(shù)據(jù)庫(kù)記錄的插入、查詢、刪除、修改、瀏覽、報(bào)表的打 印及線切割n c 程序的編輯、修改。 從機(jī)( 機(jī)床控制器) 的主要功能： ( 1 ) 監(jiān)控線切割機(jī)床的加工狀態(tài)，定時(shí)向d n c 主機(jī)反饋從機(jī)的狀態(tài)。 ( 2 ) 接d n c 主機(jī)分配的任務(wù)、圖紙、工藝、n c 程序。 ( 3 ) 向數(shù)控機(jī)床傳送線切割數(shù)控程序加工代碼。 整個(gè)加工系統(tǒng)集線切割c a d 、c a m 、通信、管理技術(shù)于一體從而真正實(shí)現(xiàn)了線切割 車間制造設(shè)備的集中控制管理以及制造設(shè)備與上層計(jì)算機(jī)之問(wèn)的信息交換。如果d n c 主機(jī) 的存儲(chǔ)能力足夠可以將c a d c a m 服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器直接集成到控制器服務(wù)器即d n c 主機(jī)內(nèi)。我校金工實(shí)習(xí)中心的線切割加工車間就采用了此方案，實(shí)踐證明，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定， 使用效果良好。 2 3 電火花線切割d n c 加工系統(tǒng)采用的關(guān)鍵技術(shù) 2 。3 1 基于客戶柵腰務(wù)囊舶體系結(jié)構(gòu) 本系統(tǒng)中工作站與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器之間為客戶機(jī)，服務(wù)器的體系結(jié)構(gòu)。 近年來(lái)，分布式數(shù)據(jù)庫(kù)開放體系結(jié)構(gòu)中最有成效的是客戶機(jī)服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)?？蛻魴C(jī) 服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)是由客戶機(jī)和服務(wù)器構(gòu)成的一種_ 網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，客戶機(jī)明務(wù)器體系結(jié)構(gòu) 解決了客戶應(yīng)用與服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)分布處理。應(yīng)用程序的任務(wù)分別由客戶機(jī)和服務(wù)器分擔(dān)，一 方面充分發(fā)揮客戶機(jī)處理能力另一方面減輕服務(wù)器的負(fù)擔(dān)。 在本系統(tǒng)中，考慮到客戶端訪問(wèn)人數(shù)不是很多工作站與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器之間采用m s s q ls e v e r 作為后臺(tái)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)：前臺(tái)用戶開發(fā)工具這里采用v i s u a lb a s i c ，它可通過(guò) o d b c 、d b l i b r a r y 或是d a o 專用接口訪問(wèn)服務(wù)器的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)采用的客戶機(jī)朋務(wù)器體系結(jié) 構(gòu)如圖2 3 所示。 圖2 - 3 c t s 體系結(jié)構(gòu)圖 由于d n c 主機(jī)起著通信調(diào)度的重要功能，因此從效率性上考慮，與工作站之間不能使 用客戶，服務(wù)器的體系結(jié)構(gòu)。而是客戶機(jī)直接登陸d n c 主機(jī)，這樣操作直接在d n c 主機(jī)內(nèi) 進(jìn)行幾乎不影響實(shí)時(shí)睦的要求，經(jīng)過(guò)實(shí)踐操作表明此種方案是科學(xué)的。 因?yàn)槠邢薇疚膶?duì)于客戶機(jī)，服務(wù)器的體系結(jié)構(gòu)的具體實(shí)現(xiàn)不作詳細(xì)介紹。 2 3 2 電火花縫切捌c a d c a m 技術(shù) 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 本系統(tǒng)c a d c a m 服務(wù)器里安裝的就是線切割自動(dòng)編程系統(tǒng)。雖然目前市場(chǎng)上有很多 線切割自動(dòng)編程系統(tǒng)產(chǎn)品可供選擇，可是這些產(chǎn)品都是針對(duì)單機(jī)版本的，無(wú)法勝任服務(wù)器軟 件的要求。 a u t o c a d 是目前世界上應(yīng)用最廣的c a d 軟件之一，在2 d 市場(chǎng)上占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。據(jù) 業(yè)內(nèi)人士統(tǒng)計(jì)，a u t o c a d 的裝機(jī)量1 9 9 9 年仍然穩(wěn)座中國(guó)c a d 市場(chǎng)的第一把交椅。如今已 廣泛應(yīng)用于機(jī)械、建筑、電子、紡織等領(lǐng)域中。它實(shí)際上己成為一種微機(jī)c a d 系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)， 工程人員之間交流思想的公共語(yǔ)言。如果某種c a d 應(yīng)用軟件不能與a u t o c a d 交換圖形信 息或者某類圖形輸入輸出設(shè)備不符合a u t o c a d 的硬件要求，那么它們就很難在微機(jī)市場(chǎng) 競(jìng)爭(zhēng)中取勝。 考慮到電火花線切割加工中，主要涉及二維圖形的信息處理因此，利用a u t o c a d 作 為線切割c a d c a m 系統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái)是最適合不過(guò)的了。a u t 0 c a d 作為系統(tǒng)的圖形輸入器， 充分利用其強(qiáng)大的2 d 繪圖、編輯、剖面線和圖案繪制、尺寸標(biāo)注以及方便用戶的二次開發(fā) 功能，可大大提高系統(tǒng)的開發(fā)效率及可靠性。 另外，選用a u t o c a d 作為開發(fā)平臺(tái)得另一個(gè)原因是它提供了功能強(qiáng)大的二次開發(fā)軟件 包o b j e c 慷r x 。o b j e c t a r x 編程環(huán)境提供了一個(gè)面向?qū)ο蟮胊 斗應(yīng)用程序開發(fā)界面，使開 發(fā)者能夠使用、定做和擴(kuò)展a u t o c a d 。o b j e c t a r x 庫(kù)包括各種各樣得工具，可以使應(yīng)用程 序開發(fā)者方便地利用a u t o c a d 的開放結(jié)構(gòu)這些工具可以方便應(yīng)用程序?qū) u i o c a d 數(shù)