数控机床技术(收集5篇)

数控机床技术篇1

关键词：冷光线故障排查记忆理解电路

中图分类号：H05B33/00文献标识码：A文章编号：1674-098X（2015）10（b）-0050-02

1引言

1.1研究的目的和意义

随着社会的发展数控机床在机械加工部门的应用越来越广泛。进入21世纪，随着数控技术的飞速发展，数控设备已遍布全世界，不仅工业发达国家已广泛采用，就是发展中国家也大量使用。我国自改革开放以来也引进了不少先进的设备，这些设备的特点是以大规模集成电路为主的数控设备，这些设备功能强，生产效率高，但是复杂，它涉及机械、电器、液压、气动、光学与计算机技术等许多领域，尤其在故障诊断、状态监测方面涉及数字测试技术与计算机网络技术。因此，它的维修在理论上、方法上、手段上与普通的设备相比都有很大的区别，给维修工作带来很大的困难。目前，由于企业缺乏数控设备维修这方面的专业人才，数控机床的维修工作很大程度只能依赖外部的力量。一旦数控设备出现故障，哪怕是很小的问题都得停机等待维修，给企业正常的生产带来很大的影响，越来越多的企业用户希望能够依靠自身的力量来解决数控设备的故障问题，因此，提高设备维修技术人员的素质和能力，就显得尤为重要。

数控机床，最容易出现短路、虚接等电路问题。目前针对这类问题的判断方式是根据报警现象确定出现问题的大致位置，然后通过测量局部电压通过逐步排除法确定故障位置，这样的故障诊断方式费时耗力，对数控机床中经常出现的急停按钮故障、液压电动机互锁引起的急停故障、立卧转换互锁引起的急停故障、起动条件不满足引起的急停故障、机床超极限保护引起的急停故障、垂直进给轴超极限保护引起的急停故障、PLC故障引起的急停故障、电缆连接不良引起的急停故障、自动换刀过程中停电引起的急停故障。对于上述诸多故障问题，通过排查法确定故障位置需要耗费大量的时间，维修效率低下；且在出现电路连接故障时，难于准确断定故障所在线路位置。

在数控机床维修教学中讲解数控机床维修时，目前只能通过电路图讲解其控制流程，不便学生理解内部电气控制方式，给教学也带来较大的困扰，如何快速排查故障并便于理解已成为数控维修方面的首要解决的难题。

1.2研究的主要内容

经过数控机床维修中深入研究，惊喜的发现将传统上应用于背光显示、广告灯、仪器面板、照明标志等领域的EL冷光技术应用于数控机床的维修和故障位置诊断具有理想的效果，无需对数控机床的电路结构进行复杂改进即可实现故障位置的快速、可视化诊断。

具体地说，通过如下技术方案实现的。

EL冷光技术在数控维修中的应用，将EL冷光线接入到数控机床的控制线路或作为数控机床的主线路。

由于EL冷光线具有电致发光特性，当交流电压加在发光粉所处的两个平板电极时，电场使得（ZnS）粒子产生激发式跃迁，从而在每一个充放循环中发光，当它含有不同的激活剂时，可发出不同颜色的光。在将EL冷光线接入到数控机床后，电路存在连接故障的位置或者电气元件所连接的EL冷光线不会发光，即可确定相应位置或电气元件为故障位置。

2传统数控机床电路分析及故障排查难点分析

对于传统回路判断故障时，无论是电压法判断还是电阻法判断最基本的均是要逐条线路排查，并逐一检查相关电路之间的关系，以确定故障点位置，这种排查方式费时费力还不能准确确定故障点位置。

例如机床出现SV0433故障报警时，机床出现报警必定会因为报警急停，在排查这类故障时，报警信息显示变频器DCLINK电压低，直接现象为伺服无法上电，而维修手册中仅仅显示DCLINK电压下降而且没有解决方法，这类报警分析其故障原因有多处线路音响，想要准确判断必须测量伺服电源电压，MCC自检回路电压及相关前置电气线路中是否出现短路或断路情况，基础测量电压点位在23处，并要逐一排查。

如果机床仅仅出现EMG报警而不出现任何报警信息提示则排查所要测量的点位更多。为了解决这样的难题方便故障排查及教学中学生理解，这里提出引用冷光线技术进入接线以便更为方便的排查故障。

3EL冷光线技术工艺与研究现状

3.1EL冷光线技术发展现状

目前EL冷光线技术主要应用于以下几方面。

数控机床技术篇2

论文关键词：仿古地板，数控机床，自动化加工

近年来，仿古地板在国内外市场走俏，由于其独特的纹理、色泽，带给人们的视觉与触感都明显不同于普通地板。与传统概念上的木地板相比，仿古地板色彩多变，以重色、深色为主，显得厚重许多，在展现出木材本质特性的基础上，加入了木制品受自然影响后日积月累形成的天然属性，给予人更贴近自然的木质环境享受。

为了实现仿古地板表面纹理历史积淀的厚重感，地板制造过程中在木材纹理的基础上，人为地添加了手工雕刻的斑节、凹凸等“不和谐元素。以实现仿古地板自然、多变的感官效果。由于手工加工存在着诸多的弊病，如工人劳动强度大，操作技术要求高，加工效率低，生产成本高等，若能将数控加工技术应用到仿古地板的加工中，取代大部分的手工加工，则有利于实现其机械化、高效化生产，降低工人劳动强度和生产成本。

1仿古地板的加工方式及其现状

目前流行的仿古地板样式中，其凹凸表面的加工方式主要有随机刨削、纹理刨削、拉丝、喷

砂、碳化、酸蚀等。随机刨削加工主要用于纹理不明显的地板加工中，通过在地板表面随机刨削出凹槽，显示出地板的凹凸感；纹理刨削加工分两种，一种是对纹理明显且粗大（如呈山形纹理的弦向板）的地板，通过人工沿深色纹理刨削的方法，使地板显现出自然的浮的凹凸感，另一种是在纹理不明显的板面上刨削出名贵木材纹理；拉丝加工主要用于纹理明显但细密（如呈直线形的径向板）的地板，通过拉丝加工可实现深色凹、浅色凸的效果。

单一加工方式获得的仿古效果一般很不明显，故多会采用混合加工方式的手工加工，以增强、丰富其凹凸感与自然美。而随机刨削加工和纹理刨削深色加工均采用纯手工操作，即工人用手工刮刀凭经验控制刮刀力度和路径，加工出不同的纹理和凹凸触感。不难看出，在现阶段仿古地板加工中，手工刮板工序至关重要，正是由于手工加工的随机性，使仿古地板展现出其独特的唯一性数控机床，为消费者所青睐。

本文探讨仿古地板数控加工的可行性，提出了基于数控技术的三种仿古地板凹凸面加工方法，并进行了加工实验，为改善仿古地板的加工现状，实现高效、高质、绿色加工开拓新方法。

2仿古地板的数控加工设计

仿古地板表面的凹凸质感，主要是将木地板表面加工出约0-0.2mm深度的随机、自然、光滑的凹凸纹理。如果采用普通的机械加工（如靠模铣），可生产凹凸纹理的板面，但由于是固定仿形，纹理单一，缺乏变化，不能实现自然的效果；而采用数控机床作为加工设备，利用随机数控软件、设计刀具走刀路径和专用铣刀，则可以产生多种纹理的凹凸组合，代替手工刮板工序。

根据木质地板和数控加工的特点，可以设计三种数控仿古加工：随机路径凹凸面数控加工、仿真纹理数控加工和原纹理凹凸数控加工。

2.1随机路径凹凸面数控加工设计

随机路径凹凸面数控加工是在纹理不清晰的地板面上加工出随机的凹凸面，使之产生特有的、经年累月、风霜侵蚀的古韵。为确保每块地板都有纹理凹凸感，且每块地板凹凸的纹理各不相同，在对数控机床进行刀具路径编程时，需要编制多种不同的刀具路径，并随机改变刀具的走刀方向。由于每个路径程序的部分参数都可以在一定范围内进行调整（如铣刀垂直板面的吃刀量可以在0-0.2mm间变动、刀具进给速度变化改变表面粗糙度、刀具路径中部分轨迹缺省等），且路径程序本身具有多样性，使得数控加工足以克服靠模加工制品表面凹凸形状单一的不足，生产出同人工刮板效果相同的仿古地板。

如图1所示，通过计算机辅助软件绘制好曲线区域后，将区域雕刻形成沿矢量加工的刀具路径，形成仿真图像并进行加工。原本平整光滑的板面经过数控机床的刨削加工，产生了一定的凹凸感。

图1随机凹凸面设计图及其仿真效果

这种通过设计多种刀具路径程序，并在一定范围内修改加工参数的数控加工方式，可以避免地板纹理的单一和重复，且减少了因手工工序所需的用工人数，仅需要个别技术人员定期维护和检修数控机床，保障其顺畅工作即可。这样的生产车间利于管理，车间可实现连续性工作，并且减少了因个别刮板工人经验不足而造成刮板质量问题。

当然，为了实现地板纹理的多样性，这种数控加工方式在路径程序设计方面对技术人员提出了更高的要求，即要设计出尽可能多的路径方案，以满足不同规格不同材质的地板样式需求。

2.2仿真纹理数控加工设计

仿真纹理数控加工是在纹理不清晰的地板面上加工出名贵木材的纹理，“以假乱真，提高了地板的档次。通过对不同名贵木材纹理收集整理，建立纹理数据库，并基于此形成加工路径，通过随机改变路径的可变参数，使纹理既真实又独特，达到高档木材的纹理视觉效果和仿古感觉。

如图2和图3所示，通过仿真纹理数控加工，板面形成了与天然木纹理相差无几的纹理结构。

图2仿真纹理设计图及其仿真效果（山峰形纹理）

图3仿真纹理设计图及其仿真效果（树瘤纹理）

2.3原纹理凹凸数控加工设计

由于木材的纹理是天然形成的，具有纹理的唯一性，根据其纹理雕刻而成的仿古地板，其凹凸组合也必将是唯一的，而且更具天然效果核心期刊。

为获取木地板的纹理图像，数控机床上料工段地板输送装置上需安装图像获取设备（如摄像机），获取到的图像资料经后期图像处理，依一定顺序传达给数控系统数据库。通过CAD/CAM计算机辅助设计软件，根据纹理信息特征设计产生刀具路径，即仿古地板凹凸表面加工路径，进行加工。在设计时，可采取不同的刀具吃刀量变化方式，使凹凸感富于变化。

如图4所示，地板图像经过适当的处理，即可获得数控系统软件可用的纹理特征信息。通过改变吃刀量的值域范围（如可以采用纹路与纹路之间递增、递减或是交替深浅的加工方式）来进行加工，即便是两块纹理相似的地板，也可以加工出完全不同的凹凸感。

图4木地板的纹理处理效果图

这种利用木材天然纹理生成刀具路径的数控加工方式，不仅能实现纹理凹凸多样化，节约了用工成本，提高了企业管理效率，加强机床工作的连续性。在加工过程中，设计人员仅需把握好持刀量参数的变化即可，真正实现了仿古地板的机械化自动加工。

3仿古地板数控加工实验

本实验利用电脑软件进行纹理设计并形成刀具走刀路径，设计图如图1、2、3所示，采用整理步进数控雕刻机进行数控加工。试材为柞木面板的多层复合地板。加工效果与仿真图像一致，能够达到预期效果。实际加工效果如图5、6、7所示。

图5试件1数控机床，随机凹凸数控加工

图6试件2，仿真纹理数控加工（山峰形纹理）

图7试件3，仿真纹理数控加工（树瘤纹理）

4经济测算及可行性分析

目前地板生产企业从事仿古地板加工的技工少有数十人，多有数百人，一般技工月工资为0.3万元至0.6万元，如果按平均工资0.4万元/月计算，则100名技工每年需支付工资0.4×100×12=480万元。而数控设备仅初次投资较大，但使用人工数量将大大减少。就目前的技术水平和市场售价，预计满足要求的专用数控机床的可在120万元/套内实现，可完成80%以上的加工。设备投资可以在1年左右收回。

一个熟练的技工完成一块910mm×130mm仿古地板的简单凹凸面加工约耗时204s，生产效率约为18块/时·人，而纹理相对复杂的加工，仅为9块/时·人。本次试验采用单头步进数控雕刻机进行数控加工。910mm×130mm地板完成简单纹理加工（图5）耗时316s，生产效率为12块/时。对于复杂纹理的加工（图6、7）耗时425s，即9块/时，数控加工生产率与手工加工平均水平基本持平。本次试验中采用的雕刻机并非专用数控设备，由于步进数控系统加工速度低，工件装卡慢，致使加工效率低，如果开发出专用数控系统，采用专用软件、交流伺服数控系统和专用进料装置，其生产率可以成倍提升。

数控加工采用软件产生纹理和凹凸面并自动完成加工，排除了人工操作存在的技能高低、容易疲劳等不利因素。数控机床在加工时的有效工作时间长，辅助时间短。而一个工人一天最多工作10小时，且在工作时间内高效工作时间只有4小时左右。而数控机床一天可工作20个小时以上，在时间上是人工工作量的两倍，在工作效率上至少是人工的5倍。

5结论

经过初步探讨和实验，利用数控加工技术代替手工仿古地板表面加工有一定的可行性；利用数控技术对铣削刀具进行随机控制，不仅可以实现手工刮板的纹理和凹凸触感，还可以全面提高生产效率，实现仿古地板的自动化连续生产，减少用工量，降低生产成本，在质量相当的情况下，提高生产效率。在实际生产中，通过数控加工技术的应用，可以代替80%以上的手工工序，只需少量的技师对木地板再进行进一步的个性化修饰即可。

参考文献

[1]王小怡.周清华:中国地板走向工艺时代.建材与装修情报.2009，5：40-45.

[2]施边.麦道品牌价值实现全面升级[N].中国建材报,2007，（2007-05-28）.

[3]柯颂，司徒添旺.“生活家厂小闯劲大[N].中山日报，2006，（2006-03-13）.

[4]生活家·巴洛克地板.铸就中国地板品牌新高度——新生活家木制品（中山）有限公司新厂开业[J].国际木业，2007，（03）.

[5]林金明.雕刻CAD/CAM的技术研究及实现.硕士学位论文，福建，华侨大学，2002，10.

[6]彭丹丹.高速高精度数控雕刻机控制技术的研究.硕士学位论文，合肥工业大学，2005，5.

[7]江小勇.雕刻机数控代码自动生成的研究.硕士学位论文，南京，海河大学，2007，4.

[8]肖玲.木工数控雕刻机的探讨.中国木材工业，1999，7（4）：31-32.

数控机床技术篇3

关键词：数控机床构成特点故障类别维修措施

随着电子技术和自动化技术的发展，数控技术的应用越来越广泛。以微处理器为基础，以大规模集成电路为标志的数控设备，已在我国批量生产、大量引进和推广应用，它们给机械制造业的发展创造了条件，并带来很大的效益。但同时，由于它们的先进性、复杂性和智能化高的特点，在维修理论、技术和手段上都发生了飞跃的变化。

一、数控系统的构成与特点

目前世界上的数控系统种类繁多，形式各异，组成结构上都有各自的特点。对于不同的生产厂家来说，基于历史发展因素以及各自因地而异的复杂因素的影响，在设计思想上也可能各有千秋。然而无论哪种系统，它们的基本原理和构成是十分相似的。一般整个数控系统由三大部分组成，即控制系统，伺服系统和位置测量系统。控制系统按加工工件程序进行插补运算，发出控制指令到伺服驱动系统；伺服驱动系统将控制指令放大，由伺服电机驱动机械按要求运动；测量系统检测机械的运动位置或速度，并反馈到控制系统，来修正控制指令。这三部分有机结合，组成完整的闭环控制的数控系统。

控制系统主要由总线、CPU、电源、存贮器、操作面板和显示屏、位控单元、可编程序控制器逻辑控制单元以及数据输N输出接口等组成。最新一代的数控系统还包括一个通讯单元，它可完成CNC，PLC的内部数据通讯和外部高次网络的连接。伺服驱动系统主要包括伺服驱动装置和电机。位置测量系统主要是采用长光栅或圆光栅的增量式位移编码器。

数控系统的主要特点是：可靠性要求高，因为一旦数控系统发生故障，即造成巨大经济损失；有较高的环境适应能力，因为数控系统一般为工业控制机，其工作环境为车间环境，要求它具有在震动，高温，潮湿以及各种工业千扰源的环境条件下工作的能力；接口电路复杂，数控系统要与各种数控设备及外部设备相配套，要随时处理生产过程中的各种情况，适应设备的各种工艺要求，因而接口电路复杂，而且工作频繁。

二、故障分类

数控机床的常见故障按性质产生原因分为以下几类：

（1）系统性故障和随机性故障

所谓故障的系统性故障和随机性故障是说故障有其必然性和偶然性，也就是说有些故障是可以避免的，有些是不可避免的。系统性故障是指机床或数控系统部分在一定的条件下必然出现的故障；随机性故障指偶然性出现的故障，一般随机性故障往往是由于机械结构的局部松动和错位，控制系统中的元件出现工作特性漂移，机床电器元件可靠性下降等原因造成的，这类故障在同样的条件下只偶然出现一两次，需反复试验和综合判断才能排除。

（2）有诊断显示故障和无故障显示故障

顾名思义，就是当数控系统发生故障时，系统有无诊断显示。目前，数控机床配置的数控系统都有较丰富的自诊断功能，日本FANUC公司和德国SIEMENS公司的数控系统，以及国产的KND数控系统都具有几百条报警信号，有诊断显示故障一般都与控制部分有关，根据报警内容，较容易找到故障原因。无诊断显示的故障，往往机床停在某一位置不能动，甚至手柄操作也失灵，维修人员只能根据出现故障前后的现象来分析判断，排除故障。

（3）破坏性故障和非破环性故障

以故障有无破环性将故障分为破环性故障和非破坏性故障。对于破环性故障，如伺服系统失控造成撞车短路等，维修难度大，有一定的危险，修后不允许再次出现这类现象。非破坏性故障可经多次反复试验直至排除，不会对机床造成损坏。

（4）机床运动特性故障

这类故障发生后，机床照常运行，也没有任何报警显示，但加工出的工件不合格，这些故障，必须在检测仪器配合下，对电气控制系统、伺服系统、机械连接、液压系统等进行综合分析，采取综合措施。

（5）硬件故障和软件故障

以发生故障的部位将故障分为硬件故障和软件故障。硬件故障只要通过更换某些元器件即可排除，而软件故障一般是因程序编制错误或参数设置错误造成的，只要通过修改程序内容或修订机械参数就可排除。

三、数控机床的维修管理

（1）选择合理的维修方式

设备维修方式可以分为事后维修、预防维修、改善维修、预知维修或状态检测维修、维修预防等，选择最佳的维修方式，是要用最少的费用取得最好的修理效果。如果从修理费用、停产损失、维修组织工作和修理效果等方面去衡量，每一种维修方式都有它的优点和缺点。现代数控机床具有自动检测、自动诊断功能。对数控机床的维修，可以选择预知维修或状态检测维修的方式。这是一种以设备状态为基础的预防维修，在设计上广泛采用检测系统，在维修上采用高级诊断技术，根据状态监视和诊断技术提供的信息，判断机床的异常，预知机床的故障，在故障发生前进行适当维修。这种维修方式由于维修时机掌握的及时，机床零件的寿命可以得到充分利用，避免过修和欠修，是一种最合理的维修方式，适用于数控机床这样的重点、关键设备。

（2）组建一支高素质的维修队伍

数控机床的故障诊断及维修在内容、手段和方法上，与传统机床的故障诊断及维修有很大的区别。并且数控机床的数控系统型号多，更新快。这就要求维修人员应具有高的专业素质：

专业知识面广。掌握或了解机械加工工艺、电机拖动和自动控制、电工原理、电子技术、计算机技术、传感器与检测技术、液压技术和气动技术等方面的知识。

要经过良好的技术培训，掌握数字控制、伺服驱动及PLC的工作原理，懂得NC和PLC编程。并具有一定的专业英语阅读能力。

数控机床技术篇4

由于数控机床功能越来越完善，形式多种多样，其执行电机及伺服驱动装置也有很多类型。但必须掌握最基本的步进电机、直流伺服电机、交流永磁同步电机、普通三相异步电动机及其相应的伺服驱动装置。要全面掌握其工作原理，不仅需要数字电路、模拟电路的知识，还需要单片机、微机原理等基础知识。对学生而言无疑像是无法翻越的高山，这就要把重点放在共性的知识和结论的实际应用上，不需要进行细致的推导。逐点比较法、DDA控制算法基于数学分析设计，恰恰是高职学生的短板，理解起来有一定困难。

2课程内容繁杂，课程学习缺乏主线

任课教师虽能够把握课程内容，但现行教学大纲要求比较笼统，对知识的讲解程度没有细致描述，缺乏可操作性。实际授课中仍然按照教材章节，进行课堂理论讲授，而现行教材内容重在知识点的罗列，各部分内容层级递进关系不强，与教学载体之间联系不够紧密，学生学习自然不能融会贯通。

3探索与实践

3.1开发数控机床光机安装与调试仿真软件选取典型数控机床光机，严格按照机床图纸进行造型、装配和动画制作。软件集成基于VRP技术，机械部件由3DMax软件造型、机修技能部分用Flash软件开发。软件主界面如下：图1软件主界面软件教学功能设计符合学生职业成长规律，贴近典型工作流程，共包括“拆装认知”拆装实训”装配检测”机修技能”四个模块，模块内容丰富，涵盖数控铣床光机安装与调试的主要内容，且界面友好，便于学生操作使用。图2拆装认知界面采用上述软件，可降低实训教学成本，同时完善了实践教学资源体系；打破传统实践教学条件的时空局限性，拓展学生学习空间；还可避免实训时的安全隐患。经试用，学生学习兴趣普遍增加，教学效果明显。

3.2注重基础讲解，适度拓展近几年高职生源数量的减少导致生源质量的下滑，相当一部分高职学生由于基础差，入学以后对文化课、专业课听不懂，形成了上课睡觉、玩手机，课后不复习等状况。笔者认为，基础差就得注重基础的讲解，哪怕是中学方面的知识。以“够用”为原则，帮助学生理顺基础知识之后在进行适度扩展。以步进电机调速为例，往往需要从电磁感应基础、直流线圈磁场建立、不同相序线圈通电产生磁场旋转等基础知识讲起，扩展至环形分配器控制脉冲频率及个数对步进电机转速和旋转角度的影响；另外，还需要讲解单电压、双电压、恒流斩波等驱动放大电路基本原理，需要明确区分控制电路与主电路的功能与区别。

3.3控制算法形象化充分利用现代教育手段，基于Flash软件开发小的算法软件，将抽象的控制算法用图形进行直观描述。而不必拘泥于数学公式的分析和推导。推荐只讲易于接受的逐点比较法。

数控机床技术篇5

关键词:数控机床,网络控制，研究

[Abstract]ThisarticalstartthepointofintroducenetworkmonitoringsystemsusedinCNCmachinetooltechnology,thesystemisaserverandclientmodeasthecarrier,andthecorrespondingsetsofcharacterstechnicalR&Dtodevelopsoftwarethroughthenetworkwithclientservercontrol,tocompletesuchasthecontrolprogram,processinginstructions,theprocessingstatusofimagesandinformationtosendandreceivecontrolprocessinordertoachieveoff-sitemachinetoolmonitoring,toachievethedesiredcontroleffect.

Keywords:CNCmachinetools,networkcontrol,research

中图分类号：TG659文献标识码：A文章编号：

一、绪论

随着科技的进步、网络的发展,网络控制技术逐渐引起了人们的重视。网络控制系统结合了计算机网络技术与自动化控制技术,通过网络的途径，实现了预期的控制过程。现行的网络控制系统主要由机床技术、通信技术、控制技术、检测技术、计算机软件技术、图像技术及网络技术等组成,通过网络对机床的运行进行异地监控,能够减少工作人员的作业量及提高机床的工作效率。网络控制技术是时代的产物，它作为一种新兴技术,已经越来越得到很多科研单位的关注。目前，正在研究和开发的网络控制技术朝着多个方面进展,有的是建立在Web通讯平台基础上的，有的是建立在Socket技术基础上的,还有的是建立在CORBA中间件技术基础上的等等,这些不同方向的研究，势必会为数控机床控制技术的发展带来革命性的变化。本文所开发的数控机床的网络控制系统，它是以WindowsXP为网络开发平台,并以VisualC++为工具开发,运用了WindowsSockets网络编程接口技术,实现了实时监控局域网内的机床运行的功能。

二、网络协议及传输控制协议网络通信的实现

1、网络协议及传输控制协议简介

在国际互联网技术中，网络协议IP(InternetProtocol)及传输控制协议TCP(TransmissionControlProtocol)是两个非常重要的通讯协议,兼容性非常强，可以适用任何互联网络上运用到的通讯。网络协议及传输控制协议的结构可以将网络分成应用层、网络层、传输层和数据链路层共4个不同层次，这种分层方式，它合并了国际标准组织所制定的开放系统互联参考模式的七层传输参考模式当中的一些层面。

2、WindowsSockets简介

WindowsSockets是在Windows下得到了广泛应用的、开放的、支持多种协议的网络编程接口。它利用下层的网络通讯协议功能和对操作系统的调用来实现通讯工作。提供了一种发送和接收数据的机制。

目前，用户可以使用到的套节字有两种形式，即数据报套节字和流式套节字。流套接口提供了双向的，有序的，无重复并且无记录边界的数据流服务，数据报套接口也支持双向的数据流，但并不保证是可靠，有序，无重复的得记录边界的数据流服务。所以，本设计中我们采用流式套节字形式,它在连接数据传输时增强了数据的可靠性。应用程序调用其接口函数实现了通信的过程。

3、流式套节字的操作方法

要想从数据流中读出数据，必须要求先建立连接后方可传输、接收信息数据，而流式套节字的使用方法正是基于连接的协议。其具体操作方法如下：

①为了便于侦听，服务器要建立一个套节字并为其分配地址,在为其分配地址之后,然后调用listen()函数并使其处于侦听的状态。

②客户机也要建立一个套节并为其分配地址,在为其分配地址之后,然后调用connect()函数,使其处于请求与服务器套节字连接的状态。

③服务器上创建的套节字在接收到客户机的连接请求信号后,接着调用accept()函数,此函数的作用是为了创建一个用于连接的套节字，然后以该套节字和客户机上的连接套节字的应用为基础,就能够在服务器跟客户机之间进行相关数据的传输了。

④在传输数据结束之后,客户机与服务器调用closesocket()函数，以关闭各自的套节字。

三、网络控制系统的设计实现

1、控制系统的原理实现

在该控制系统中，所运用到的网络控制系统软件是在客户机上运行的,而客户机又是通过局域网跟服务器进行连接。控制机床动作的数控系统是在服务器中运行的,首先要运行服务器本机自带的数控系统,并对其进行初始设置,然后进入到网络控制状态,打开服务器侦听套节字,实时等待客户机上的连接请求信号,当服务器上的侦听套节字接收到客户机的连接请求信号后,就对此请求信号进行验证,查看他们的套节字是否相互匹配，如果他们符合匹配的条件,则服务器就跟客户机进行连接,如此一来，服务器和客户机互相之间就可以发送和接收信息指令了。在网络控制状态下，服务器的数控系统可以利用图像传感器实时对机床加工状态图像和机床加工相关参数进行采集,然后服务器将采集到的状态图像以位图格式进行保存，按一定的时间规律发送到客户机，以显示机床的加工状态,并且将服务器采集到的状态参数实时地发送到客户机上。数控机床加工代码可以在客户机所用到的远程控制系统软件中进行编辑,然后将所编辑的数控代码发送到服务器中,并将代码下载到可编程多轴运动控制器上以等待指令信息。客户机将机床加工控制指令发送给服务器,以达到控制机床预期动作的目的,并且客户机还能接收服务器所发送的信息,对机床加工情况进行动态监视。不仅如此，通过远距离对程序进行控制,客户机不仅可以在机床加工过程中修改机床的加工参数,还可以调试机床运行的效果。

2、控制系统的硬件结构实现

本设计中，网络控制系统在对数控机床进行控制时采用的是模块化的硬件结构,该数控系统采用“PC（个人计算机）+NC（网络计算机）”结构,网络计算机部分采用开放式多轴运动控制器PMAC2-PCI进行主控。网络系统总体上是“服务器+客户机”的形式,其中，数控系统是在服务器上运行的,而网络控制软件是在客户机上运行的,服务器和客户机通过一定的规范连接结构将内部网与外部网进行连接,在数控机床运行前，要在其上安装图像传感器所用的监控摄像头,对机床加工的运行情况进行实时监视,并将所监控到的机床运转的具体情况实时地进行采集与保存。

3、控制系统的软件设计实现

在控制系统中，完美的人机界面不仅可以为控制系统的操作带来方面，跟能够提高数控机床的工作效率。本系统所设计的人机界面运用了Windows编程技术中的分隔视技术,该设计把数控系统的人机界面分为左右两个子窗口。左边的子窗口作用是显示采集到的机床运行图像,这就实现了数控机床加工时对图像的实时监视的过程，而右边的子窗口是作为网络控制的窗口,它实现的功能有很多，如联机网络、显示机床加工状态参数、发送加工代码、调试机床在线网络等功能。

控制系统的软件设计的核心是传递网络数据,为了确保数据能够及时地进行传递,因此，在本系统软件设计中运用的是多线程技术,为了方便控制，又专门建立了一个线程对控制器采集到的数控机床数据进行网络传递。客户机上的数控代码在编辑好之后,可以同时的传送到服务器上,接着服务器将接收到的数控代码保存到其内存中,然后再对其进行编译，编译完成后执行此数控代码。在控制指令的传递的过程中，客户机可以随时将指令传送给服务器,当服务器接收到指令后立刻进行执行。相比较而言，机床加工情况的图像和状态参数在进行传递时，在操作上则要复杂一些，为了防止在传递过程中位图数据和参数数据可能出现的混乱现象,应该在服务器上采用中断的方法,即在进行图像数据的传递时中断参数数据的传递,当图像数据传递完成之后再进行参数数据的传递。

四、结论

本文所设计的数控机床网络控制系统，进过反复调试后，达到了预期的控制目的，可以满足实际加工的需要，但是在实际操作时，也存在着一定的问题，比如对图像的实时采集显示不及时、机床运行时代码不稳定出现的数控机床运行偶尔停顿现象等，但是笔者相信，随着科技的发展，这些问题一定能够得到很好地解决。

参考文献

[1]李坤鹏.网络数控系统的技术内容.中国机械工程,2009.

[2]齐硕.基于网络的数控制造技术.北方机械工程报,2008.

[3]张帅震.基于Internet的远程监控系统.黑龙江科技学院报,2010.