远程视频技术在网络数控加工监控中的应用

1 网络数控系统的基本结构

　　数控机床上网是网络数控的根本，现阶段主控计算机与数控机床之间的通信网络大多采用现场总线。数控机床与现场总线大多数采用两种方式相连：第一种联接方式用于新型数控机床，其具有符合MAP 标准的网络接口，可直接与总线相联；第二种联接方式以一台工控机与单台数控机床相联接，完成NC 程序及数据的传送。从而，完成加工过程的监控。基本结构如图1。

图1 网络数控基本结构

2 视频技术应用于网络数控加工监控的技术背景

　　数控机床的自动化程度的日益提高，复杂性迅速增加引起了维修费用增高，停机损失巨大的问题。所以，监控系统在网络数控中的作用变得非常重要。通过对机床加工过程的实时监测，可以及时发现故障或异常情况并且通知现场工作人员，同时，利用远程视频技术可在远程监控中心实现远程故障诊断，

在远端迅速排除故障。全球化计算机网络的发展，多媒体技术的成熟，传感器技术的大量应用都为网络数控系统的远程监控提供了坚实的技术基础。在数控机床的加工过程中，有一些无法通过电子信号描述的现场表征。如纯机械的故障，生产环境等。这些都可通过在现场配备摄像机和单频采集装置来解决。视频技术用于生产现场，采用实时的视频传输，场景对话，视频会议等方式，可使远程监控中心或操作人员更有效的监控现场出现的情况。在线监测还包括监测底层设备主要部位，部件的传感器信号，可直接测量的设备运行信号，底层设备及控制器的故障报警灯和状态变化指示灯信号，数控设备CRT上可显示的软件报警代码等。所有信息不但可在本地及时处理，还可以将所有的监测信息加工成可以在网上传输的形式，发送给远程监测和诊断中心。

　　在线监测系统的信息流如图2 。

图2 在线监测系统信息流图 

3 远程视频监控的实现方案

　　随着国内信息高速公路建设的进一步加快，困扰人们多年的带宽问题将不复存在。面对这一巨大的变化，企业的局域网建设，车间层的网络数控系统要在物理构成以及将要实现的功能上加以充分的考虑；未来的信息高速公路将实现宽带传输的光纤化，交换技术的ATM化（即基于定长单元的面向分组的异步传输模式）综合业务的多媒体化（视频／音频／图像／图形／文本等，尤其是视频，单频的实时交互传输）以及信息共享数据库的分布化，网络管理的智能化。

　　因此，远程视频的传输采用ATM网络作为系统的接入网络，同时，使用网关与前期不同类型网络（ISDN，DDN，帧中继等）互联。系统采用新型的MCU（含内置网关）可以实现一点对多点的视频音频传输，其内置网关的协议转化功能，可以实现不同类型企业局域网，不同视频通讯系统（-. 323 视频终端或H.320 视频终端）的顺利联接及通讯。

　　远程视频技术采用视频会议的方式。即将视频会议系统与现有的网络数控系统加以集成，通过视频会议完善的实时多媒体交互功能，创造一个良好的协同工作环境。视频会议系统的文本交谈，电子白板和应用程序共享功能，可以作为网络数控远程监控与诊断功能扩展。为了考虑系统的兼容性，不同的视频会议系统产品应符合国际电信联盟（ITU）的T.120 ，H. 320 ，H.323 等国际标准。视频会议系统的嵌入采用B／S 网络方案，即将制造企业之间，制造企业与远程监控中心之间通过ATM 网络连结起来。利用新型MCU，用户端只需通过浏览器登录到安装了MCU的Web 管理软件的服务器上，就可以依据授权加入会议。通过管理软件的会议编排功能可实现用户端发起多点会议功能，从而有利于数控机床故障的及时排除。

　　系统的实现方案如图3。

图3 网络数控远程监控结构示意图