摘 要

在制造现场实时传输和监控数据系统是现代制造业创新与发展不可或缺的一部分，公司厂家对自动采集制造信息的需求则是越来越高，但是由于数控机床的多样性和不开放的数控系统，使得实时采集数控机床现场的数据对于现代制造企业来说异常的困难。所以，探究采集数控机床状态的数据有着很重要的意义。

本文首先介绍了数控机床的三种数据采集技术以及各自的优缺点。之后，研究了一种基于外接PLC的采集数据方法，在这样的基础上，设计了基于CAN总线的数控机床远程监控系统。

研究结果表明：该系统能够正常显示数据的监控，该系统可用。

本文的特色：该系统设计出来适用于多种下位机，可以重复使用，也可扩展到任意方向。

关键词：CAN总线；数据实时采集；数控机床；可编程逻辑控制

Abstract

In the manufacturing field real-time transmission and monitoring of data system is indispensable to the innovation and development of modern manufacturing industry part, the company manufacturers of automatic acquisition requirements of manufacturing information is increasingly high, but due to the diversity of the NC machine tool and not open CNC system, making data real-time acquisition of NC machine tool field for modern manufacturing enterprises very difficult. So it is very important to explore the data of the state of the numerical control machine tool.

This paper first introduces the three kinds of data acquisition technology of CNC machine tools, as well as their advantages and disadvantages. After that, a method of data acquisition based on PLC is studied, and the remote monitoring system of CNC machine tool based on CAN bus is designed.

The results show that the system can display the data of the monitoring, the system can be used.

The characteristics of this paper: the system is designed to apply to a variety of lower machine, can be used repeatedly, but also can be extended to any direction.

Key Words：CAN bus；real-time data acquisition；numerical control machine；programmable logic control

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 数据实时传输与监控技术背景 1

1.3 数据实时传输与监视技术的国内外现状和现有问题 3

1.3.1 数控机床数据传输的国内外现状 3

1.3.2 数控机床数据采集面临的困难 3

1.4 论文研究的主要内容及意义 4

第2章 数控机床的数据采集方法的研究 5

2.1 数控机床系统基本结构 5

2.1.1 数控机床的构成 5

2.1.2 CNC、PLC和机床本体的关系 6

2.2 数控机床的三种数据采集方法 6

2.2.1 基于数控机床标准通信接口的数据采集方法 6

2.2.2 基于数控机床PLC的数据采集方法 7

2.2.3 基于数控机床电气电路的数据采集方法 8

2.3 对于数控机床三种数据采集方法的分析 8

2.4 CNC数据实时传输与监测系统的设计思路 8

2.4.1 系统的方案设计 8

2.4.2 系统所传输与监测的信息 10

第3章 基于CAN总线的数控机床远程监控系统 11

3.1数据实时传输与监测系统总体结构 11

3.1.1探究监测系统的类型 11

3.1.2系统总体结构 11

3.2 CAN总线在实时传输和监控系统中的实现 11

3.2.1 CNC一侧的CAN的通信 11

3.2.2 DNC一侧的CAN通信 12

3.3 研究CAN总线通信 12

3.3.1 CAN总线的通信帧 13

3.3.2 标准帧的帧标志 13

3.3.3 CAN的数据处理方法 14

3.3.4 CAN通信约定 15

3.4 UDP-CAN通信转换 15

3.4.1 UDP-CAN总线通信连接 15

3.4.2 UDP包封装格式 15

3.4.3 帧信息Frame info 16

3.4.4 ID域 16

3.4.5 数据域 16

3.4.6 CAN消息帧举例 17

3.5 数控机床远程监控系统功能开发 17

3.5.1监控系统具体功能 17

3.5.2监控系统应用效果 18

第4章 总结与展望 19

参考文献 20

附录 21

致 谢 22

第1章 绪论

1.1 引言

随着现代制造业的发展，越来越多的设备与技术加入其中，所以其中的环境与状态是非常复杂的。如果想要得到一个完全自动化的工厂，与环境因素、控制管理相比来说实时的传输与监控机床数据的系统显得格外重要。如果我们不掌握足够有效的传输技术并且完全正确的了解到机床的数据状态，那么我们要想提高系统的全部能力是相当困难的，若还想要对此进行监控和管理那就更难了。因此，数据实时传输和监视技术在现代制造业中起到了举足轻重的作用。

在现代社会数控技术发展的是越来越迅速，以前传统的制造业很落后并没有数控技术，现在大多公司工厂都有着自己建立的相当庞大与优秀的机床车间。但是现代的数控机床并不能够把自身的信息传输到外面去，就算大部分的机床都有通用的通信接口，但是我们的采集系统并不能通过接口来采集到机床的数据状态。其次，不同公司的数控机床有着多种多样的采集系统，而且我们的相同种类的数控系统因为年代不一样而导致型号也不同，使得车间数控机床数据的传输与监控实现起来有些困难。伴随着企业信息化和制造自动化不断的创新与进步，公司对于实现信息传输与监控的需求相当急切，一个公司要顺利的进行运营肯定需要机床车间设备的数据信息来进行管理和分析，因为机床的信息能够及时反映机床的运行情况以及生产信息，不需要人为的采集信息，也为公司能够顺利的制定生产目标提供参考数据。所以从以上这么多关键点可以看出数据实时传输与监控系统对于一个公司生产是多么的重要。

1.2 数据实时传输与监控技术背景

在运行得机床车间里，我们的数控系统就是用来传输和监控机床数据的上位机系统，我们的上位机以计算机为主，机床的外侧还加有监测设备再加上机床这三部分算一个整体。发展越来越迅速的计算机和通信技术，在国内和国外数据实时传输与监控系统有了很大的进步，