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随着控制理论、通信及计算机技术的发展,为了满足制造业生产柔性化、制造自动化、管理集成化的发展需求,数控机床的智能化程度在不断提高。实现机床的智能功能需要机床控制系统在使用过程中对机床各种特征信息的获取、判断与控制,即在不影响机床正常运行的基础上根据智能功能需要增加相应类型的传感器与执行器,实现机床运行过程中的各种状态数据、加工信息的采集与控制。但是国内在这方面的研究与应用已严重落后于国际同行,特别是在机床平台上的不同厂家、多类型传感器的数据获取与数据融合控制方面的研究应用国内尚无先例。 本文拟以智能滚齿机各智能功能模块的集成数据采集与控制为研究对象,完成智能滚齿机控制的数据采集变送与控制系统总体框架设计及其关键技术应用研究,并实现原型系统开发,验证相关理论的正确性和系统的实用性。 本文首先就面向智能机床的数据采集与控制的研究背景作了简要描述,再对机床数据采集与控制技术的现状特别是PROFIBUS-DP现场总线在机床上的应用进行了研究分析:PROFIBUS-DP现场总线已在机床上广泛应用,但成果主要集中在基于机床外部开关量控制与机床的伺服控制应用,缺乏智能化功能模块、智能传感器的集成应用研究。之后对智能机床数据采集与控制技术要求进行了分析,最后对论文研究的目的意义和论文的主要内容进行了叙述。 然后文章结合智能机床硬件配置、控制特点、功能要求以及PROFIBUS-DP通讯协议标准、工作过程,在完成重庆机床(集团)有限责任公司智能滚齿机项目功能和应用需求分析的前提下,详细描述了基于SIEMENS840Dsl数控系统的智能滚齿机数据采集与控制系统总体硬件、软件方案设计。 之后,对智能滚齿机数据采集与控制系统涉及的关键技术进行了研究,包括PROFIBUS-DP分布式I/O数据管理,基于RFID技术的刀夹具数据交互管理,对不带PROFIBUS-DP通信功能的智能模块的转换模块应用。 最后,在解决了智能滚齿机数据采集与控制关键技术的基础上,介绍了YS3120-S智能滚齿机数据采集与控制的实现过程与应用效果。