一种机床远程控制系统的设计与研究

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智能无人化工厂是智能制造的发展方向之一,数控机床作为工厂核心加工设备,其远程控制系统搭建是实现无人化加工的重要步骤。在传统的机床加工模式中,操作人员频繁地在生产现场对机床进行各种操作,如设备故障检修、NC程序拷贝等,加工效率难以保证。同时,随着设备数量的增加,工厂的人工成本和工人的劳动强度也将急剧上升。本文基于以上考虑,从流程制造工厂的实际需求出发,以多机床加工系统为研究对象,以实现远程无人化加工为目标,对数控机床的远程控制、监测系统进行深入研究,设计开发了一种面向多机床加工,集控制-通讯-监测于一体的机床远程控制系统,并服务于机床加工企业的工程实践中。具体研究工作包括:1)针对机床加工的现状,搭建了一套机床远程加工系统,系统硬件包括:三台双主轴高速铣床、由机床控制的两个高速铣工作台、远程部署的工控机;系统软件包括:机床驱动程序、后台通讯程序、上位机界面程序。2)针对目前机床远程控制系统难以实现复杂的机床控制动作问题,利用机床生产厂家提供的开发包对机床数控系统进行深度二次开发,以达到灵活控制机床的目的。3)针对多台机床设备和上位机之间通讯的问题,引入后台通讯程序作为桥梁来衔接所有的机床驱动程序和最上层的上位机界面程序,通过对Zero MQ技术所提供的请求应答、发布订阅、扇入扇出和独占对消息模型的组合来搭建一套高效的分布式通讯系统。4)针对无人化加工过程中设备状态获取的问题,在本系统中,加入了机床远程监控功能,以实时掌握机床的加工状态。通过上述研究,本文针对某公司的大型汽轮发电机转子铜排生产线项目,设计开发了其高速铣工位的远程加工系统,并实现了该系统与整条产线上位机系统的集成。
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