智能制造裝備及其自動化課件

智能移動設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)研究介紹人：吳鵬飛智能移動設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)研究介紹人：吳鵬飛掌上數(shù)控系統(tǒng)(PalmCNC)?將智能移動設(shè)備引入到車間數(shù)字化制造環(huán)境。?研究了一種能夠支持協(xié)同制造和系統(tǒng)集成的數(shù)控系統(tǒng)。?建立了數(shù)控系統(tǒng)模型，定義了功能模塊，按其運(yùn)行模式建立了原型系統(tǒng)，解決了數(shù)控系統(tǒng)的人機(jī)接口、程序編譯、程序處理、參數(shù)設(shè)置和修改等關(guān)鍵問題。概述掌上數(shù)控系統(tǒng)(PalmCNC)概述這種具有移動獲取信息功能的數(shù)控系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)車間系統(tǒng)集成，具有良好的開放性，支持系統(tǒng)跨平臺無縫集成，支持人機(jī)協(xié)同制造。支持基于互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同制造和全球制造。把人的智能和生產(chǎn)設(shè)備的自動化結(jié)合起來，將為制造企業(yè)的信息集成和協(xié)同制造創(chuàng)造很好的條件，將為底層生產(chǎn)設(shè)備的控制和上層管理層的信息交流提供很好的平臺。意義：這種具有移動獲取信息功能的數(shù)控系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)車間系統(tǒng)集成，具內(nèi)容提綱一、數(shù)控系統(tǒng)的模型二、數(shù)控系統(tǒng)軟件平臺的選擇三、PalmCNC的特點(diǎn)內(nèi)容提綱一、數(shù)控系統(tǒng)的模型1．1掌上數(shù)控系統(tǒng)硬件平臺的選擇掌上數(shù)控系統(tǒng)硬件平臺選擇PocketPC。

?PocketPC（簡稱PPC）是基于微軟的WindowsMobile操作系統(tǒng)的一種PDA（掌上電腦）?？梢栽谌魏螘r間、任何地點(diǎn)通過無線通信技術(shù)(802．11或藍(lán)牙)得到想要的信息，同時也能在任何時間任何地點(diǎn)對信息進(jìn)行編輯和發(fā)布。

這種獲取和編輯發(fā)布信息的實(shí)時性特點(diǎn)有利于：1)對數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)一步研究與開發(fā),2)開發(fā)出方便操作者在車間對數(shù)控設(shè)備進(jìn)行實(shí)時管理、實(shí)時控制和實(shí)時在線幫助的數(shù)控系統(tǒng)。一、數(shù)控系統(tǒng)的模型1．1掌上數(shù)控系統(tǒng)硬件平臺的選擇一、數(shù)控系統(tǒng)的模型Pocketpc的操作界面HPiPAQhx2110PocketPC一、數(shù)控系統(tǒng)的模型Pocketpc的操作界面HPiPAQ一、數(shù)控系統(tǒng)的模型1．2PalmCNC的無線通信技術(shù)

802．11g標(biāo)準(zhǔn)與以前的802．11協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行取舍。802.11是美國電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)最初制定的一個無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，主要用于解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中，用戶與用戶終端的無線接入，業(yè)務(wù)主要限于數(shù)據(jù)存取，速率最高只能達(dá)到2Mbps。

而802．11g無線局域網(wǎng)（WLAN）是一種能支持較高數(shù)據(jù)傳輸速率（1～54Mbit/s），采用微蜂窩、微微蜂窩結(jié)構(gòu)，自主管理的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)。802．11g無線通信標(biāo)準(zhǔn)具有高移動性、可擴(kuò)充性強(qiáng)、建設(shè)成本低、抗干擾能力強(qiáng)、通信速度高等特點(diǎn)。能夠保證在車間復(fù)雜而又惡劣環(huán)境下安全工作。所以對于PalmCNC而言，選用802．11g無線通信的標(biāo)準(zhǔn)是完全可行的。一、數(shù)控系統(tǒng)的模型1．2PalmCNC的無線通信技術(shù)一、數(shù)控系統(tǒng)的模型1．3數(shù)控系統(tǒng)的系統(tǒng)模型

車間底層信息收集一反饋一控制三位一體化，使車間構(gòu)成一個真正意義上的閉環(huán)系統(tǒng)，如圖1所示。PalmCNC模型略去。一、數(shù)控系統(tǒng)的模型1．3數(shù)控系統(tǒng)的系統(tǒng)模型一、數(shù)控系統(tǒng)的模型1．4數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

（網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指用傳輸媒體互連各種設(shè)備的物理布局，就是用什么方式把網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)等設(shè)備連接起來。）

此處采用數(shù)控系統(tǒng)基于移動客戶/Web服務(wù)器模式的結(jié)構(gòu)，它的核心是把移動設(shè)備(掌上電腦)引進(jìn)來，將數(shù)控系統(tǒng)分為數(shù)控移動控制器(客戶端)和數(shù)控設(shè)備控制器(固定在數(shù)控機(jī)床等設(shè)備上的Web服務(wù)器)兩部分，以瀏覽器為統(tǒng)一的人機(jī)界面。這樣只要有一個安裝了Web瀏覽器的移動控制器（平板電腦或者智能手機(jī)），就可以操作任何數(shù)字化設(shè)備。優(yōu)化了傳統(tǒng)的操作方式，即人依附于機(jī)器、相互獨(dú)立的人機(jī)界面（具體的結(jié)構(gòu)圖略去）

一、數(shù)控系統(tǒng)的模型1．4數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)二、數(shù)控系統(tǒng)軟件平臺的選擇目前，能對PocketPC（微軟的平板）進(jìn)行開發(fā)的語言主要有EmbeddedVisualC++(EVC)、EmbeddedVisualBasic和VisualC#，這里采用C#。與C和C++相比，C#程序運(yùn)行起來更安全。C#的安全性還表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)傳播上。同時C#還是面向?qū)ο蟮默F(xiàn)代程序設(shè)計(jì)語言。這里采用開發(fā)工具．NetCompactFramework。二、數(shù)控系統(tǒng)軟件平臺的選擇目前，能對PocketPC（微軟三、數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行模式PocketPC作為數(shù)控系統(tǒng)具有移動控制器的特性，它以移動客戶端／Web服務(wù)器的模式運(yùn)行。三、數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行模式PocketPC作為數(shù)控系統(tǒng)具三、數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行模式作為一種智能客戶端，ppc能充分利用Web服務(wù)所提供的信息。（Web服務(wù)是應(yīng)用程序通過內(nèi)部網(wǎng)或因特網(wǎng)發(fā)布和利用軟件服務(wù)的一種標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制。）這種模式下（Web服務(wù)器），PocketPC采用本機(jī)代碼+web服務(wù)方式。通過web服務(wù)調(diào)用，PocketPC可以調(diào)用其他數(shù)字化制造設(shè)備上的功能。三、數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行模式作為一種智能客戶端，ppc能充分三、數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行模式PocketPC（移動客戶端）主要完成加工程序代碼編制、仿真、機(jī)床調(diào)整、參數(shù)設(shè)置等工作。在這種模式下，數(shù)控系統(tǒng)大部分操作將在具有移動特點(diǎn)的PocketPC上進(jìn)行。三、數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行模式PocketPC（移動客戶端四、PalmCNC（智能移動設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)）的特點(diǎn)(1)具有良好的開放性過去的CNC僅通過接口與外界進(jìn)行部分?jǐn)?shù)據(jù)交換，是封閉的；PalmCNC從內(nèi)部支持開放式系統(tǒng)互聯(lián)規(guī)范，因而它是真正開放的。四、PalmCNC（智能移動設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)）的特點(diǎn)(1)具四、PalmCNC（智能移動設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)）的特點(diǎn)(2)支持系統(tǒng)跨平臺無縫集成

PalmCNC引入WebServices技術(shù)，在．NETFramework架構(gòu)下進(jìn)行系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)；?實(shí)現(xiàn)了車間設(shè)備的跨平臺無縫集成；?實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)資源共享；?可以對車間底層數(shù)控設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程維護(hù)和遠(yuǎn)程技術(shù)咨詢等操作；?真正支持遠(yuǎn)程信息共享和系統(tǒng)跨平臺集成。四、PalmCNC（智能移動設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)）的特點(diǎn)(2)支四、PalmCNC（智能移動設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)）的特點(diǎn)(3)支持人機(jī)協(xié)同制造因?yàn)樗峁┝艘粋€方便快捷的信息交流平臺，它可以隨時隨地獲取信息，使人的形象思維、直覺判斷和經(jīng)驗(yàn)與基于長期存儲、精確推理與快速數(shù)據(jù)處理的機(jī)器智能結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)靈活快捷的最佳決策。四、PalmCNC（智能移動設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)）的特點(diǎn)(3)支四、PalmCNC（智能移動設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)）的特點(diǎn)(4)支持互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同制造和全球制造PalmCNC將數(shù)控系統(tǒng)的功能劃分成一個個的Web服務(wù)，這些服務(wù)可以分布在不同的平臺上，從而把傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)擴(kuò)展成更強(qiáng)大、更通用的Web服務(wù)器，而無論是移動設(shè)備還是遠(yuǎn)端的PC機(jī)，都是以瀏覽器為統(tǒng)一人機(jī)界面的客戶端。這種基于Web服務(wù)的數(shù)控系統(tǒng)，能更好地滿足開放式數(shù)控系統(tǒng)對可互換性、可伸縮性、可移植性、可擴(kuò)展性和可互操作的要求。從而支持基于互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同制造和全球制造。四、PalmCNC（智能移動設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)）的特點(diǎn)(4)支Thanks…謝謝！Thanks…謝謝！智能移動設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)研究介紹人：吳鵬飛智能移動設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)研究介紹人：吳鵬飛掌上數(shù)控系統(tǒng)(PalmCNC)?將智能移動設(shè)備引入到車間數(shù)字化制造環(huán)境。?研究了一種能夠支持協(xié)同制造和系統(tǒng)集成的數(shù)控系統(tǒng)。?建立了數(shù)控系統(tǒng)模型，定義了功能模塊，按其運(yùn)行模式建立了原型系統(tǒng)，解決了數(shù)控系統(tǒng)的人機(jī)接口、程序編譯、程序處理、參數(shù)設(shè)置和修改等關(guān)鍵問題。概述掌上數(shù)控系統(tǒng)(PalmCNC)概述這種具有移動獲取信息功能的數(shù)控系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)車間系統(tǒng)集成，具有良好的開放性，支持系統(tǒng)跨平臺無縫集成，支持人機(jī)協(xié)同制造。支持基于互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同制造和全球制造。把人的智能和生產(chǎn)設(shè)備的自動化結(jié)合起來，將為制造企業(yè)的信息集成和協(xié)同制造創(chuàng)造很好的條件，將為底層生產(chǎn)設(shè)備的控制和上層管理層的信息交流提供很好的平臺。意義：這種具有移動獲取信息功能的數(shù)控系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)車間系統(tǒng)集成，具內(nèi)容提綱一、數(shù)控系統(tǒng)的模型二、數(shù)控系統(tǒng)軟件平臺的選擇三、PalmCNC的特點(diǎn)內(nèi)容提綱一、數(shù)控系統(tǒng)的模型1．1掌上數(shù)控系統(tǒng)硬件平臺的選擇掌上數(shù)控系統(tǒng)硬件平臺選擇PocketPC。

?PocketPC（簡稱PPC）是基于微軟的WindowsMobile操作系統(tǒng)的一種PDA（掌上電腦）。可以在任何時間、任何地點(diǎn)通過無線通信技術(shù)(802．11或藍(lán)牙)得到想要的信息，同時也能在任何時間任何地點(diǎn)對信息進(jìn)行編輯和發(fā)布。

這種獲取和編輯發(fā)布信息的實(shí)時性特點(diǎn)有利于：1)對數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)一步研究與開發(fā),2)開發(fā)出方便操作者在車間對數(shù)控設(shè)備進(jìn)行實(shí)時管理、實(shí)時控制和實(shí)時在線幫助的數(shù)控系統(tǒng)。一、數(shù)控系統(tǒng)的模型1．1掌上數(shù)控系統(tǒng)硬件平臺的選擇一、數(shù)控系統(tǒng)的模型Pocketpc的操作界面HPiPAQhx2110PocketPC一、數(shù)控系統(tǒng)的模型Pocketpc的操作界面HPiPAQ一、數(shù)控系統(tǒng)的模型1．2PalmCNC的無線通信技術(shù)

802．11g標(biāo)準(zhǔn)與以前的802．11協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行取舍。802.11是美國電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)最初制定的一個無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，主要用于解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中，用戶與用戶終端的無線接入，業(yè)務(wù)主要限于數(shù)據(jù)存取，速率最高只能達(dá)到2Mbps。

而802．11g無線局域網(wǎng)（WLAN）是一種能支持較高數(shù)據(jù)傳輸速率（1～54Mbit/s），采用微蜂窩、微微蜂窩結(jié)構(gòu)，自主管理的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)。802．11g無線通信標(biāo)準(zhǔn)具有高移動性、可擴(kuò)充性強(qiáng)、建設(shè)成本低、抗干擾能力強(qiáng)、通信速度高等特點(diǎn)。能夠保證在車間復(fù)雜而又惡劣環(huán)境下安全工作。所以對于PalmCNC而言，選用802．11g無線通信的標(biāo)準(zhǔn)是完全可行的。一、數(shù)控系統(tǒng)的模型1．2PalmCNC的無線通信技術(shù)一、數(shù)控系統(tǒng)的模型1．3數(shù)控系統(tǒng)的系統(tǒng)模型

車間底層信息收集一反饋一控制三位一體化，使車間構(gòu)成一個真正意義上的閉環(huán)系統(tǒng)，如圖1所示。PalmCNC模型略去。一、數(shù)控系統(tǒng)的模型1．3數(shù)控系統(tǒng)的系統(tǒng)模型一、數(shù)控系統(tǒng)的模型1．4數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

（網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指用傳輸媒體互連各種設(shè)備的物理布局，就是用什么方式把網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)等設(shè)備連接起來。）

此處采用數(shù)控系統(tǒng)基于移動客戶/Web服務(wù)器模式的結(jié)構(gòu)，它的核心是把移動設(shè)備(掌上電腦)引進(jìn)來，將數(shù)控系統(tǒng)分為數(shù)控移動控制器(客戶端)和數(shù)控設(shè)備控制器(固定在數(shù)控機(jī)床等設(shè)備上的Web服務(wù)器)兩部分，以瀏覽器為統(tǒng)一的人機(jī)界面。這樣只要有一個安裝了Web瀏覽器的移動控制器（平板電腦或者智能手機(jī)），就可以操作任何數(shù)字化設(shè)備。優(yōu)化了傳統(tǒng)的操作方式，即人依附于機(jī)器、相互獨(dú)立的人機(jī)界面（具體的結(jié)構(gòu)圖略去）

一、數(shù)控系統(tǒng)的模型1．4數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)二、數(shù)控系統(tǒng)軟件平臺的選擇目前，能對PocketPC（微軟的平板）進(jìn)行開發(fā)的語言主要有EmbeddedVisualC++(EVC)、EmbeddedVisualBasic和VisualC#，這里采用C#。與C和C++相比，C#程序運(yùn)行起來更安全。C#的安全性還表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)傳播上。同時C#還是面向?qū)ο蟮默F(xiàn)代程序設(shè)計(jì)語言。這里采用開發(fā)工具．NetCompactFramework。二、數(shù)控系統(tǒng)軟件平臺的選擇目前，能對PocketPC（微軟三、數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行模式PocketPC作為數(shù)控系統(tǒng)具有移動控制器的特性，它以移動客戶端／Web服務(wù)器的模式運(yùn)行。三、數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行模式PocketPC作為數(shù)控系統(tǒng)具三、數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行模式作為一種智能客戶端，ppc能充分利用Web服務(wù)所提供的信息。（Web服務(wù)是應(yīng)用程序通過內(nèi)部網(wǎng)或因特網(wǎng)發(fā)布和利用軟件服務(wù)的一種標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制。）這種模式下（Web服務(wù)器），PocketPC采用本機(jī)代碼+web服務(wù)方式。通過web服務(wù)調(diào)用，PocketPC可以調(diào)用其他數(shù)字化制造設(shè)備上的功能。三、數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行模式作為一種智能客戶端，ppc能充分三、數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行模式PocketPC（移動客戶端）主要完成加工程序代碼編制、仿真、機(jī)床調(diào)整、參數(shù)設(shè)置等工作。在這種模式下，數(shù)控系統(tǒng)大部分操作將在具有移動特點(diǎn)的PocketPC上進(jìn)行。三、數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行模式PocketPC（移動客戶端四、PalmCNC（智能移動設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)）的特點(diǎn)(1)具有良好的開放性過去的CNC僅通過接口與外界進(jìn)行部分?jǐn)?shù)據(jù)交換，是封閉的；PalmCNC從內(nèi)部支持開放式系統(tǒng)互聯(lián)規(guī)范，因而它是真正開放的。四、PalmCNC（智能移動設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)）的特點(diǎn)(1)具四、PalmCNC（智能移動設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)）的特點(diǎn)(2)支持系統(tǒng)跨平臺無縫集成

PalmCN