采用无线通信技术的数控系统设计

　

0 引言

　　近年来移动通信技术和掌上电脑的飞速发展及其在其他领域的广泛应用，
必将对制造业产生深刻的影响，并为数字化制造带来重大的机遇和挑战。
　　在网络环境下的数字化制造不仅仅取决于企业上层管理和设计的数字化和
信息化，也取决于车间底层的数字化和信息化。我们提出一种基于移动通信技术
的人机协同的新型数字化制造模式，它把无线移动通信技术引进来，创建一种
以人为中心的能充分发挥

“人的智能”和“机器智能”的分布式人机协同工作模式。

车间数字助理（

Shop Floor PDA）和新型数控系统构成了这种新型制造模式的

两个核心环节，本文只讨论后者。
　　

1 采用无线通信技术的新型开放式数控系统

      采用无线通信技术的新型开放式数控系统由两部分构成：一部分是可移动的
掌上控制器，即数控

PDA;另一部分则安装于机床上，完成传统的运动控制和

PLC 功能，称为嵌入式机床控制器。两部分之间通过 Wi- Fi（802.11）或蓝牙
（

Bluetooth）接口实现移动通信，其结构框图如图 1 所示。在这种模式下，现今

数控系统中的很大一部分功能将被转移到数控

PDA 上。这些功能主要包括加工

程序的编制、仿真与下载（包括手工编程和从

CAD/CAM 工作站或台式电脑上

下载巨型加工程序）、机床调整、加工数据和机床状态的采集以及和车间管理

/调

度服务器通信等。而机床控制器则主要执行实时运动控制和

 PLC 功能。这种新型

数控是真正的嵌入式系统，能大大降低数控系统的体积和成本。同时，通过数控
PDA 也彻底改变了数控机床的操作模式，把以机器为中心改变为以人为中心。
操作者无论在位置上还是在姿势上都不再被机床所束缚。操作更方便，更舒适，
也容易实现一人多机操作。

图

1 结构框图

　　由于这种专业化的数控

PDA 可以通过无线局域网和 Internet 上网，获得车

间或单元服务器乃至

CAD/CAM 技术中心的支持，因而极大的增强了数控系统

的功能。同时，因为数控

PDA 是一个通用的数控装置，可以显示多种机床的操

作界面，控制不同的数控机床。由此，一个手握数控

PDA 的操作者和若干台数

控机床就能构成一个人机协同的加工单元。这种在数字技术支持下的以人为中心