数控机床智能监控技术的研究与应用
本文选题:数控信息采集 + FOCAS协议 ; 参考:《中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所)》2017年硕士论文
【摘要】:随着新兴的信息技术和传统制造业的深度融合,以及智能制造发展战略的推动,工业领域迎来了一次新的深刻变革。数控机床作为在制造行业得到广泛应用的机械工业设备,对其运行状态数据进行采集和监控,使得管理人员可以快速掌控数控机床的加工过程信息、及时的调整加工参数、预防故障的产生,实现加工效率和生产效益的提升。本文从当前数控机床监控的现实状况出发,对数控机床智能监控所涉及的关键技术进行了研究,包括FOCAS协议、海量工业过程数据压缩技术以及数字可视化监控技术等,提出了一种基于FOCAS协议的FANUC数控机床数据采集和远程控制方案和一种改进的旋转门压缩算法,以及设计了一个基于Unity3D的数字可视化监控系统,实现了对数控机床的智能化监控。为实现FANUC数控机床的生产数据的实时采集和远程控制,本文利用FANUC提供的FOCAS软件开发包作为数据采集手段,借助于TCP/IP网络协议实现PC与数控机床的连接,调用FOCAS库函数读取机床加工状态数据,并根据机床运行状况,利用FOCAS库函数进行机床的远程控制。为实现海量过程数据的压缩存储,改进了传统的旋转门算法,动态调整容差,采用一种多模型寻优方法进行函数拟合来确定存储误差较大的数据点,降低压缩误差。为实现数控机床的可视化监控,在Unity3D平台上开发出一套可视化监控原型系统,可以直观的对数控机床加工过程进行远程监控。本文研究了数控机床智能监控技术,实现了对数控机床数据采集存储和远程控制以及可视化监控,弥补了传统监控方式上的不足,为制造业的智能化发展奠定了坚实的基础。
[Abstract]:With the deep integration of new information technology and traditional manufacturing, and the promotion of intelligent manufacturing development strategy, the industrial field has ushered in a new profound change. As a widely used machinery equipment in manufacturing industry, NC machine tools can collect and monitor the running state data, so that the managers can quickly control the machining process information of NC machine tools and adjust the processing parameters in time. To prevent the occurrence of faults and realize the improvement of processing efficiency and production efficiency. In this paper, the key technologies involved in the intelligent monitoring of NC machine tools are studied, including FOCAS protocol, massive industrial process data compression technology and digital visual monitoring technology. This paper presents a data acquisition and remote control scheme for FANUC NC machine tools based on FOCAS protocol and an improved compression algorithm for rotary gates. A digital visual monitoring system based on Unity3D is designed to realize the intelligent monitoring and control of NC machine tools. In order to realize the real-time data acquisition and remote control of FANUC NC machine tools, this paper uses FOCAS software development kit provided by FANUC as a means of data acquisition, and realizes the connection between PC and NC machine tools by means of TCP/IP network protocol. The FOCAS library function is called to read the machining state data of the machine tool, and according to the running condition of the machine tool, the remote control of the machine tool is carried out by using the FOCAS library function. In order to realize the compression and storage of mass process data, the traditional rotary gate algorithm is improved, and the tolerance is dynamically adjusted. A multi-model optimization method is used to fit the data points with large storage error, and the compression error is reduced. In order to realize the visual monitoring of NC machine tools, a set of visual monitoring prototype system is developed on the platform of Unity3D, which can directly monitor the machining process of NC machine tools. This paper studies the intelligent monitoring technology of NC machine tools, realizes the data acquisition, storage, remote control and visual monitoring of NC machine tools, makes up for the shortcomings of traditional monitoring methods, and lays a solid foundation for the intelligent development of manufacturing industry.
【学位授予单位】:中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP277;TG659
【参考文献】
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,本文编号:1884414
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