面向服務(wù)的動(dòng)態(tài)可配置數(shù)控系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、制造技術(shù)與信息技術(shù)的結(jié)合，特別是網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字制造技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，給數(shù)字控制技術(shù)帶來(lái)了新的需求和機(jī)遇。作為制造系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)之一的數(shù)控技術(shù)在加工速度、精度、系統(tǒng)功能及可靠性方面都有了很大程度的提高，但數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)并沒(méi)有發(fā)生實(shí)質(zhì)性交化和突破，無(wú)法很好地滿足網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字制造技術(shù)的新需求，不能充分利用數(shù)控資源，在相當(dāng)程度上影響了數(shù)字制造技術(shù)能力的充分發(fā)揮和技術(shù)水平的進(jìn)一步提高。為此，本文以打破數(shù)控系統(tǒng)現(xiàn)有體系結(jié)構(gòu)為突破口，以實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)功能和

2、資源均可配置為目標(biāo)，研究以網(wǎng)絡(luò)為數(shù)控系統(tǒng)支撐平臺(tái)，以信息資源和數(shù)控資源為構(gòu)成要素的面向服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控系統(tǒng)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、可配置性及其相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了深入研究。主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　　 (1)面向服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)研究。分析了國(guó)內(nèi)外具有代表性的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)形式，總結(jié)了當(dāng)前單機(jī)型數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)存在的一些問(wèn)題和不足，在研究網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字制造給數(shù)控技術(shù)帶來(lái)的新需求的基礎(chǔ)上，提出基于面向服務(wù)的

3、體系結(jié)構(gòu)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控系統(tǒng)的新思路，實(shí)現(xiàn)數(shù)控服務(wù)系統(tǒng)對(duì)內(nèi)提供遠(yuǎn)程操作和機(jī)床控制功能，對(duì)外將數(shù)控加工能力以服務(wù)的形式提供給其它數(shù)控服務(wù)系統(tǒng)，從而最大化、最充分地利用資源。
　　 (2)面向服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控系統(tǒng)可配置性研究。分析了網(wǎng)絡(luò)化制造模式下制造企業(yè)為了適應(yīng)快速多變的市場(chǎng)需求對(duì)網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控系統(tǒng)可配置性提出的要求，提出一種面向服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控系統(tǒng)兩層配置策略，即獨(dú)立數(shù)控服務(wù)系統(tǒng)的功能可配置性，多個(gè)數(shù)控服務(wù)系統(tǒng)之間的資源可配置性。圍繞

4、配置過(guò)程中涉及的制造任務(wù)分解、數(shù)控資源建模、數(shù)控資源匹配、數(shù)控資源優(yōu)選和配置方案實(shí)施等幾個(gè)階段進(jìn)行了初步探討。
　　 (3)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下可配置數(shù)控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究。分析了網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控系統(tǒng)中數(shù)控資源的特點(diǎn)及建模需求，抽象出數(shù)控系統(tǒng)資源的制造能力特征，建立了數(shù)控系統(tǒng)資源模型并采用OWL-S進(jìn)行語(yǔ)義描述；提出了基于語(yǔ)法和屬性相結(jié)合的混合相似度的計(jì)算方法，從功能匹配和質(zhì)量匹配兩個(gè)層面研究了數(shù)控資源綜合匹配算法；在匹配得到的候選資源集合的基

5、礎(chǔ)上，研究了基于改進(jìn)蟻群算法的資源鏈優(yōu)選技術(shù)，并從時(shí)間最短、成本最低和綜合性能最優(yōu)三個(gè)方面對(duì)資源鏈進(jìn)行優(yōu)選研究。
　　 (4)基于時(shí)間分割的通用實(shí)時(shí)高精插補(bǔ)算法研究。分析了一些常用的數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)算法，提出了一種基于時(shí)間分割法的通用實(shí)時(shí)高精插補(bǔ)算法，采用Matlab對(duì)該插補(bǔ)算法進(jìn)行仿真，并基于面向服務(wù)的可配置數(shù)控系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了該插補(bǔ)算法，驗(yàn)證了算法的正確性、有效性。
　　 (5)面向服務(wù)的動(dòng)態(tài)可配置網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)