基于CAN的DNC系統(tǒng)單元級(jí)設(shè)備通信與實(shí)時(shí)調(diào)度.pdf

1、2010年,我國(guó)擁有數(shù)控機(jī)床近80萬(wàn)臺(tái),其中,高級(jí)型、普及型、經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的比例約為1:3:6。高中低檔數(shù)控機(jī)床并存、機(jī)床效能發(fā)揮不夠是我國(guó)目前數(shù)控機(jī)床應(yīng)用的現(xiàn)狀。為提高制造業(yè)水平,需要在開發(fā)與生產(chǎn)高性能數(shù)控機(jī)床的同時(shí),充分發(fā)揮現(xiàn)有裝備的性能與效率。DNC技術(shù)是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化制造與集成制造的重要途徑,單元級(jí)設(shè)備的DNC實(shí)現(xiàn),是DNC系統(tǒng)的基礎(chǔ),也是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化制造與集成制造的基礎(chǔ)。開展DNC技術(shù)研究與應(yīng)用,切實(shí)解決現(xiàn)有大量中低檔數(shù)控機(jī)床使用

2、中存在的問題,將促進(jìn)企業(yè)制造水平與管理水平的提高,促進(jìn)現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床加工能力與使用效率的提升。本文圍繞基于CAN總線的DNC系統(tǒng)單元級(jí)設(shè)備通信與實(shí)時(shí)調(diào)度開展研究。
　　 利用CAN總線實(shí)現(xiàn)DNC系統(tǒng)單元級(jí)異構(gòu)設(shè)備的集成,根據(jù)設(shè)備情況,實(shí)現(xiàn)不同層次的DNC功能。從NC程序運(yùn)行機(jī)理研究著手,探尋程序消耗率對(duì)DNC系統(tǒng)通信的影響,建立避免DNC系統(tǒng)通信沖突的數(shù)學(xué)模型,通過(guò)對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的分析,提出了DNC系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)方法,為DNC系統(tǒng)設(shè)計(jì)提

3、供理論依據(jù)。針對(duì)DNC系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程動(dòng)態(tài)變化的特點(diǎn),研究已有DNC系統(tǒng)面向具體生產(chǎn)任務(wù)的通信調(diào)度策略,以實(shí)現(xiàn)對(duì)DNC系統(tǒng)的柔性化控制,提高系統(tǒng)對(duì)不同生產(chǎn)任務(wù)的適應(yīng)能力。為實(shí)現(xiàn)對(duì)DNC系統(tǒng)運(yùn)行中各節(jié)點(diǎn)負(fù)載不均衡性和動(dòng)態(tài)變化特性的定量表征,提出了程序消耗率的概念與面向加工過(guò)程的程序消耗率仿真測(cè)定方法。在不消耗生產(chǎn)資源的情況下,實(shí)現(xiàn)了對(duì)程序消耗率的快速、準(zhǔn)確測(cè)定,測(cè)定出的程序消耗率為DNC系統(tǒng)設(shè)計(jì)與通信調(diào)度提供依據(jù)。為提高程序運(yùn)行效率和程序傳輸

4、效率,對(duì)非圓曲線插補(bǔ)、孔系加工兩種典型工序的NC程序進(jìn)行了優(yōu)化。最后對(duì)研究的問題進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　 通過(guò)研究得到,在基于CAN總線的DNC系統(tǒng)中,由于各節(jié)點(diǎn)的程序消耗率遠(yuǎn)低于網(wǎng)絡(luò)傳輸速度,在CAN總線和數(shù)控機(jī)床通信接口的傳輸速度確定的條件下,DNC主機(jī)所能接入的進(jìn)行DNC加工的數(shù)控機(jī)床數(shù)量應(yīng)以程序消耗率作為基本依據(jù)進(jìn)行確定。采用節(jié)點(diǎn)在系統(tǒng)調(diào)度中的狀態(tài)和任務(wù)的截止期限確定一個(gè)節(jié)點(diǎn)的調(diào)度優(yōu)先級(jí),并由節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)程序事件觸發(fā)調(diào)度,可以