电机端盖自动化生产线在机云检测系统研究

摘要

近年来，随着计算机、互联网技术的飞速发展，知识和装备的更新换代速度越来越快，传统机械制造行业受到了极大的冲击。国内外大中型制造企业，在信息化浪潮的推动下，积极探索新的设计研发模式和资源整合共享机制，着力推进支持产品全生命周期的制造物联系统研发。检测系统是制造物联系统的重要组成部分，本学位论文研究的在机云检测系统是制造物联系统的质量保障单元。
　　论文以电机端盖自动化生产线为基础，分析了在机云检测系统的构成单元，分别从设备层、终端层和服务器层入手展开研究:
　　设备层主要研究了电机端盖测量平台的电气控制系统，分析了三种可行的实现方案，设计开发了独立于生产线控制核心的测量平台自动控制系统，实现了工控机对测量平台的自动控制和检测数据的自动采集。
　　终端层基于Windows环境下的MFC软件开发技术，设计开发了工控机监控软件人机界面，利用CDC画板封装了适用于绘制SPC/MSA控制图的绘图控件;在硬件设备通讯方面，研究了三菱FX系列PLC的计算机链接通讯协议、Modbus远程I/O模块数据通讯协议和Marposs设备驱动库开发技术，设计封装了用于工控机连接的数据通讯类，实现了工控机对生产线和测量平台的协调控制;此外，研究了Windows环境下TCP套接字和FTP文件传输协议开发技术，实现了监测数据和文件的网络传输。
　　服务器层主要研究了SQL Server数据库和多线程服务器程序开发技术。在云检测数据库构建方面，研究了关系型数据库设计方法，设计了针对检测量的云检测数据库，封装了数据库接口存储过程;在云检测服务器开发方面，研究了Windows环境下的ADO数据库访问技术、多线程开发技术和基于Windows API函数的套接字通讯技术，开发了具备多用户多任务处理能力的云检测服务器程序。
　　最后，在车间现场进行了系统运行试验，包括检测数据稳定性试验、实际切削过程监控试验、工控机监控软件功能运行试验及云检测服务器程序承载能力试验等，试验结果表明本文研发的在机云检测系统稳定可靠，能够实时监测崩刃、切屑、毛坯等引起的异常，监控软件功能运行正常，服务器程序承载能力足够。验证了电机端盖自动化生产线在机云检测系统的可行性和实用性。

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致谢

摘要

缩写清单

第1章 绪论

1．1 论文研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 在线检测技术研究现状

1．2．2 制造物联系统研究现状

1．3 在机云检测系统构成与总体架构

1．4 论文研究内容与架构

1．4．1 论文主要研究内容

1．4．2 论文章节架构

第2章 电机端盖自动化生产线在机云检测系统总体设计

2．1 电机端盖自动化生产线系统

2．1．1 桁架机器人系统

2．1．2 六工位料仓及LK030数控机床

2．1．3 电机端盖自动化生产线系统集成方式

2．2 电机端盖自动化生产线在机云检测系统总体架构

2．3 电机端盖在机检测系统方案设计

2．3．1 自动检测系统方案设计

2．3．2 工控机监控软件方案设计

2．3．3 电机端盖在机检测系统总体架构

2．4 云检测服务器系统方案设计

2．4．1 云检测服务器系统软件开发平台选择

2．4．2 云检测服务器程序数据库访问方案设计

2．4．3 云检测服务器程序架构设计

2．4．4 云检测服务器程序运行流程

2．5 电机端盖自动化生产线在机云检测系统总体技术路线

第3章 电机端盖在机检测系统开发

3．1 测量平台自动控制与数据采集

3．1．1 测量平台电气控制系统硬件构成

3．1．2 Modbus远程I／O模块通讯控制协议

3．1．3 测量平台自动控制程序执行流程

3．1．4 Marposs传感器系统数据采集

3．2 工控机与生产线控制系统协调控制

3．2．1 计算机链接通讯协议的基本格式与数据流

3．2．2 电机端盖自动化生产线自动测量工序定位

3．2．3 生产线控制系统I／O地址及通讯控制指令

3．2．4 工控机和Hub桁架机器人PLC协调控制程序实现流程

3．3 工控机监控软件设计开发

3．3．1 工控机监控软件需求分解

3．3．2 工控机监控软件数据通讯

3．3．3 工控机监控软件人机界面设计

第4章 云检测服务器系统开发

4．1 云检测数据库设计

4．1．1 云检测数据库数据表设计

4．1．2 云检测数据库功能接口设计

4．2 服务器驻留程序设计

4．2．1 终端连接的指令格式

4．2．2 服务器驻留程序访问云检测数据库

4．2．3 服务器驻留程序多用户任务处理设计

4．2．4 服务器驻留程序跨进程通讯

第5章 试验研究

5．1 检测数据稳定性试验

5．2 实际切削过程监控试验

5．3 工控机监控软件功能运行试验

5．4 云检测服务器程序承载能力试验

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 云检测系统研究展望

参考文献

附录