基于微机CAD/CAM数控网络系统设计

1 前言

　　CIMS是工业自动化的发展方向。作为CIMS核心技术的CAD /CAM系统,主要支持和实现产品对象的设计、分析、工艺规划、数控编程等一系列生产活动的自动化处理。近几年,随着计算机和数控技术的飞速发展, CAD /CAM已广泛应用于航空航天、汽车、机械、模具制造、家电、玩具等行业。特别是数控机床的普遍使用,使得CAD /CAM技术成为企业实现高度自动化设计及加工的有效手段之一。

　　数控网络系统可以直接通过网络读取CAD /CAM系统生成的G代码加工程序,并通过网络传输给加工设备进行零件加工,数控车床的网络化将大大提高数控系统对大容量数控程序的控制能力。

　　目前CAD/CAM系统运行的硬、软件环境主要有两种:一是工作站,另一是微机。工作站虽然性能优越,图形处理速度快,但价格却十分昂贵,这在一定程度上限制了CAD/CAM技术的推广。随着Pentium芯片和Windows2000 Server操作系统的出现并流行,以前只能运行在工作站上的CAD/CAM软件现在也可以运行在微机上。由于微机的价格远远比工作站低,性能也不比中低档工作站逊色多少,同时Windows2000 Server操作系统的安全性有了很大提高。所以,微机平台为普及CAD /CAM应用创造了绝好的条件。在此基础上, CAD/CAM软件厂商展开了新一轮的竞争。一方面工作站上著名的CAD /CAM的软件(如UG、CATIA)全功能地移植到微机平台,使微机完全对等地实现了工作站环境的处理能力;另一方面CAD /CAM软件打破了原有Unix环境的桎梏,在Windows平台上全面拓展;同时微机与各种数控装置的通讯技术日趋成熟, Pentium以上处理器和Windows2000Serve环境已经或者正在成为CAD /CAM软件运行和应用的主要运行平台。

2 CAD /CAM 数控网络系统结构设计

　　CAD /CAM数控网络系统的总体结构见(图1) 。

　　CAD网络系统方案采用C /S方案,用Windows2000 Serv2er作为CAD网络服务器的操作系统,设计工艺站安装的系统为Windows2000 Professional ,网络协议为TPC / IP,服务器通过交换机与数控网络进行通讯,实现数控程序的传输。设计人员可以在设计工艺站内调用CAD服务器中的CAD软件进行设计和计算机编程,可通过Internet,利用异地服务器实现图像、声音、加工数据等文件的异地处理。

　　硬件系统平台

　　计算机硬件平台是CAD /CAM技术的基础,计算机硬件的每一次技术突破都带来CAD /CAM技术革命性的变化。把握硬件平台的发展趋势,选准未来的主流产品,是系统选型最基础的工作。

　　数控网络的硬件由服务器、设计工艺站和网络组件三部件组成。其中文件服务器是系统的核心,它是运行网络操作系统,为网络提供通信控制、管理和共享资源服务的计算机;设计工艺站是指与服务器相连的、具有独立运行能力的、能够接受网络服务器的控制和管理并可共享网络资源的计算机;网络组件中主要有网卡、交换机、通信电缆等设备。其中网卡安装在计算机中,负责连接计算机与通信电缆,交换机主要用于星型网络中设计工艺站的连接。采用100BASE-T高速以太网技术, PC上安装用100 M以太网卡,用超5类双铰线与100M的集线器相联形成星形网,高速以太网在工作站和服务器之间形成一个100 Mbp s的通道,保证数据和大容量数控程序的及时可靠传输。

　　数控网络通过一台服务器进行中央集中控制,将数据传输到车间服务器,再通过多组不同的数据通讯接口,直接管理、控制车间内数控机床。数控网络服务器主要是用于提供数控加工服务,接收来自CAD服务器及远程用户的数控程序,并对数控机床进行配置和管理。