面向服務的動態(tài)可配置數(shù)控系統(tǒng)及其關鍵技術研究.pdf

1、制造技術與信息技術的結(jié)合，特別是網(wǎng)絡化數(shù)字制造技術的出現(xiàn)和發(fā)展，給數(shù)字控制技術帶來了新的需求和機遇。作為制造系統(tǒng)關鍵技術之一的數(shù)控技術在加工速度、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)并沒有發(fā)生實質(zhì)性交化和突破，無法很好地滿足網(wǎng)絡化數(shù)字制造技術的新需求，不能充分利用數(shù)控資源，在相當程度上影響了數(shù)字制造技術能力的充分發(fā)揮和技術水平的進一步提高。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，以實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)功能和

2、資源均可配置為目標，研究以網(wǎng)絡為數(shù)控系統(tǒng)支撐平臺，以信息資源和數(shù)控資源為構(gòu)成要素的面向服務的網(wǎng)絡化數(shù)控系統(tǒng)，對網(wǎng)絡化數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、可配置性及其相關技術進行了深入研究。主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　 (1)面向服務的網(wǎng)絡化數(shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)研究。分析了國內(nèi)外具有代表性的開放式數(shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)形式，總結(jié)了當前單機型數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)存在的一些問題和不足，在研究網(wǎng)絡化數(shù)字制造給數(shù)控技術帶來的新需求的基礎上，提出基于面向服務的

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

4、配置過程中涉及的制造任務分解、數(shù)控資源建模、數(shù)控資源匹配、數(shù)控資源優(yōu)選和配置方案實施等幾個階段進行了初步探討。
　　 (3)網(wǎng)絡環(huán)境下可配置數(shù)控系統(tǒng)的關鍵技術研究。分析了網(wǎng)絡化數(shù)控系統(tǒng)中數(shù)控資源的特點及建模需求，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進行語義描述；提出了基于語法和屬性相結(jié)合的混合相似度的計算方法，從功能匹配和質(zhì)量匹配兩個層面研究了數(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、礎上，研究了基于改進蟻群算法的資源鏈優(yōu)選技術，并從時間最短、成本最低和綜合性能最優(yōu)三個方面對資源鏈進行優(yōu)選研究。
　　 (4)基于時間分割的通用實時高精插補算法研究。分析了一些常用的數(shù)控系統(tǒng)的插補算法，提出了一種基于時間分割法的通用實時高精插補算法，采用Matlab對該插補算法進行仿真，并基于面向服務的可配置數(shù)控系統(tǒng)平臺實現(xiàn)了該插補算法，驗證了算法的正確性、有效性。
　　 (5)面向服務的動態(tài)可配置網(wǎng)絡化數(shù)控系統(tǒng)平臺實現(xiàn)