摘要
近年来，随着计算机等方面的相关核心技术以及互联网高新技术的飞速变化，当前制造系统的网络化以及集成化时其发展的大趋势。制造系统的网络化、集成化对于提高企业竞争力起到非常重要的作用。其中投资成本较低，信息高度集中，以及效果明显等是数控机床群的显著特点，这对于企业来说很有意义，能够完成CAD/CAM一体化的建设。所以，DNC技术已经被越来越多的企业所采用，DNC技术对于企业数控车间的信息集成和数控设备的信息集成具有重要的作用和意义。在本文中，主要针对研究了当前国内企业的实际生产情况，其中的局域网设置为企业的通信基层，通过运用串口服务器以及软插件等等技术完成数控仪器的相关联网，数控机床的DNC通信与管理系统从而被创建。系统可以实现对于数控机床的信息采集和管理，可以实现计算机与数控机床之间的互相连接和信息的传输交换，此外还可以实现企业办公管理信息与车间生产加工信息的互相连接。
关键词：数控机床；DNC技术；通信和管理系统
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Abstract
In recent years, with the rapid development of computer technology and Internet technology, the development of manufacturing system has become more and more integrated and networked. The network and integration of the manufacturing system play a very important role in improving the competitiveness of enterprises. CNC machine tool group has the characteristics of high degree of information concentration, low investment cost and remarkable effect, which is of great significance for enterprises to realize CAD / CAM integration. Therefore, DNC technology has been adopted by more and more enterprises, DNC technology for enterprise numerical control workshop information integration and numerical control equipment information integration has an important role and significance. The research of this paper is based on the actual production scale of Chinese enterprises, the enterprise's local area network is set as the bottom of communication, the use of soft plug-in technology, serial server and other technologies for CNC equipment networking work, on the basis of the creation of CNC machine tools DNC communication and Management system. The system can realize the information collection and management of the CNC machine tool, which can realize the interconnection between the computer and the CNC machine tool and the exchange of information. In addition, it can realize the interconnection between the enterprise office management information and the workshop production and processing information.
Key words: CNC machine tools; DNC technology; communication and management system
目录
数控机床DNC通信和管理系统的研究与设计 ............................................................................................ 1 摘要 .................................................................................................................................................................. 1 Abstract ............................................................................................................................................................ 2 目录 .................................................................................................................................................................. 2 1.绪论 ............................................................................................................................................................... 4
1.1研究背景与意义 ................................................................................................................................ 4 1.2国内外研究现状 ................................................................................................................................ 5
1.2.1国外研究现状 ......................................................................................................................... 5 1.2.2国内研究现状 ......................................................................................................................... 5 1.2.3发展趋势 ................................................................................................................................. 5 1.3研究内容与方法 ................................................................................................................................ 6
1.3.1研究内容 ................................................................................................................................. 6 1.3.2研究方法 ................................................................................................................................. 6 1.4课题来源 ............................................................................................................................................ 7 2.技术概念 ....................................................................................................................................................... 8
2.1DNC通信系统 ................................................................................................................................... 8
2.2多线程技术及应用注意事项 ............................................................................................................ 8
2.2.1多线程技术 ............................................................................................................................. 8 2.2.2多线程的应用 ......................................................................................................................... 9 2.2.3线程优先级与同步问题 ......................................................................................................... 9 2.3串行通信技术 .................................................................................................................................. 10 2.4网络编程技术 .................................................................................................................................. 10 2.5数据库开发技术 .............................................................................................................................. 12 3.总体方案设计 ............................................................................................................................................. 14
3.1应用的需求分析 .............................................................................................................................. 14 3.2DNC系统功能分析 ......................................................................................................................... 15 3.3常见的通信网络 .............................................................................................................................. 16
3.3.1串行通信网络 ....................................................................................................................... 16 3.3.2现场总线通信网络 ............................................................................................................... 16 3.4DNC系统网络结构设计.................................................................................................................. 17 3.5DNC系统的底层通信 ..................................................................................................................... 18
3.5.1常见的数控机床通信接口 ................................................................................................... 18 3.5.2数控机床的联网设计 ........................................................................................................... 19
4.串行通信设计与实现 ................................................................................................................................. 28
4.1串口服务器的选择 .......................................................................................................................... 28
4.1.1动态连接库技术 ................................................................................................................... 28 4.1.2串口服务器硬件的选择 ....................................................................................................... 29 4.2串口服务器的任务设计 .................................................................................................................. 29 4.3串口服务器的程序设计 .................................................................................................................. 31
4.3.1工作线程 ............................................................................................................................... 31 4.3.2与机床当前状态监测系统通信 ........................................................................................... 33
5.通信管理软件的设计与实现 ..................................................................................................................... 34
5.1数控程序传输线路设计 .................................................................................................................. 34 5.2DNC通信平台设计 ......................................................................................................................... 35
5.2.1通信平台设计思路 ............................................................................................................... 35 5.2.2 DNC通信平台的程序设计 .................................................................................................. 35 5.3机床事件接收平台设计 .................................................................................................................. 37 5.4客户端机床管理软件设计 .............................................................................................................. 38
5.4.1系统登录模块 ....................................................................................................................... 38 5.4.2.机床管理模块 ....................................................................................................................... 39
6. 总结 ........................................................................................................................................................... 42
6.1 全文总结 ......................................................................................................................................... 42 6.2 研究展望 ......................................................................................................................................... 42 参考文献 ........................................................................................................................................................ 43 致 谢 .............................................................................................................................................................. 47 附录A： ........................................................................................................................................................ 48 附录B： ........................................................................................................................................................ 48
1.绪论
1.1研究背景与意义
在零部件的加工生产过程中，实现对数控程序的集中化管理是非常困难的，此外实现计算机与数控设备的关联和通信也非常困难，这导致数控机床的工作效率比较低。具体来讲，现场零部件的加工存在以下问题[1]：
(l)零部件的加工程序都是数控操作人员手工编辑输入到数控机床的控制面板上的，输入程序所需时间长，且存在输入程序错误等问题，会在一定程度上影响相关机床的使用效率以及零部件的合格率。
(2)一般数控机床装载的内存非常小，当替换上新的加工的零部件后，需要对原有的加工程序进行删除，同时输入新的加工程序。这就使得如果是在不同的时期加工生产同样的零部件产品，还必须重新输入程序，这就导致了时间的浪费，同时这样的情况也会对机床的加工效率和性能造成不利的影响。
(3)零部件的加工程序是由数控操作人员现场控制的，而企业技术中心的工程师等人员难以实现对加工程序的管理。当更换加工零部件或者更换加工设备、更换数控操作人员时，需要重新进行加工程序的编制或调试。
(4)加工程序、工艺卡片、刀具清单等信息是单独存放的，时间一长，就很难知道两者之间的关联。当下次使用时，还要完成核对多次，以便了解加工程序的实际运行情况。
为了提高加工系统的信息化、集成度，提高生产加工效率，实现对加工程序的管理，这就需要设置数控机床通信与管理系统，从而提高加工生产的效率和质量。DNC联网系统可以实现零部件的在线加工，与之对应的DNC服务器内存空间大，可以用来存放加工程序[2]。通常，当数控机床完成与DNC系统之间的关联后，从而可以实现在线加工功能，非常大的提高了数控机床的加工生产效率。同时，数据信息的传输更加方便、快捷，数控操作人员通过控制面板就可以实现与技术中心工程师的相互交流，随时进行加工程序的上传、下载。这样就可以大大提高数控机床的生产加工效率和加工质量，加工程序的传输直接通过网络实现，对于推进企业的无纸化生产、联网设计等具有重要意义。
1.2国内外研究现状 1.2.1国外研究现状
国外对于DNC系统的研究起步较早，目前为止，相关产品已经实现了商品化。同时有些DNC软件产品具有很强大的功能，可以实现数据信息等内容的高速、多线程的传输，同时可以将DNC工作站与多台CNC进行相互连接。DNC软件大部分均设置有专用的数控程序编辑器，数控操作人员可以实现监控信息的提交。而其中的数据库管理程序主要是进行数据信息的组织和维护，此外还具有信息更新、查询，生成报表、显示图形、管理日志、读取文件等功能[3]。
1.2.2国内研究现状
国内对于DNC系统的研究工作起步较晚，大概始于70年代。但是后来由于FMS技术传入到中国，使得大部分研究学者转向FMS技术，对DNC系统的研究起了很大的作用[4]。然而，随着FMS技术研究的不断深入，发现其具有投资风险大、可靠性差等缺点，所以很多研究FMS技术的研究学者又转向了对于DNC系统的研究。近年来，中国已成功开发出强大功能和更好的DNC系统，但大多数都是针对特定用户的发展，同时DNC软件商品化程度仍然很小。
1.2.3发展趋势
（1）数控机床远程控制能力
实现DNC通信功能后，就可以借助服务器实现对数控机床的远程控制，即可以向数控机床发送启动、更换夹具、停止等控制指令。方便远程加工操作，对于异地加工具有非常明显的优势。
（2）数控机床状态采集
数控机床的DNC通信可以实时监控各机床状态信息，包括机床整机的运行状态、故障信息、运行时间等，并且可以将上述信息进行及时存储，方便后期对运行状态进行综合分析，找出故障原因等，提升整体的加工效率[5]。
（3）数控机床通信系统与其它系统的无缝连接
未来各种数控机床系统、计算机系统将发展非常迅速，并且之间将会产生千丝万缕的联系，因此为了能够更好地处理各方面的关系，需要能够保证数控机床通信系统能够跟其它系统合理的对接。
（4）未来数控机床的发展趋势为使用物联网或者局域网的方式，将所有的机床连接成为一个系统，统一操控，便于管理。
1.3研究内容与方法 1.3.1研究内容
本文的主要研究内容可以归纳为：
（1）在充分查阅了现阶段数控机床现状和相关资料，分析了数控机床的联网方案后，充分利用现有资源，完成了DNC网络通信和管理系统的设计与研究。
（2）根据实际车间情况，对联网方式以及硬件系统、软件系统、布线方式等进行充分的调研与实践，找到最合适的方式。
（3）根据文献资料和实际情况，通过对硬件设备、软件设备等的实施，实现数控机床的DNC系统，并且分析在实际的调试过程中出现的各种问题，提出必要的解决方式。
本文首先介绍了数控加工网络化对于加工制造业的重要作用，详细阐述了DNC系统的研究现状和发展趋势；对DNC系统所采用的通信技术的功能特点作了分析和对比，在此基础上，确定出本系统采用的通信技术；对数控机床的联网问题所遇到的困难作了分析，并提出了基于端口设备联网服务器的网络控制总体方案和技术路线，从而解决了联网困难的问题；对现阶段采用的联网方案作了分析研究，确定出合适的联网方案，完成DNC系统的硬件连接工作。
1.3.2研究方法
(1)理论研究法：通过查阅相关文献了解数控机床的相关理论，分析现有研究的特点和不足，形成自己的研究框架和指标体系。
(2)参考方法：参照相关网站研究课题。
(3)实践研究法：以模块化为指导，按照模块化软件开发过程进行系统开发。
1.4课题来源
本文通过查阅相关资料，探究了目前此方面的研究现状，然后结合企业实际情况，确定了课题。本文主要是对数控机床DNC通信以及管理的设计与研究，通过研究DNC主机与数控系统之间最合理的通信方式，实现数据信息的上传、下载等；对DNC系统所采用的通信技术的功能特点作了分析和对比，在此基础上，确定出本系统采用的通信技术；对数控机床的联网问题所遇到的困难作了分析，并提出了基于端口设备联网服务器的网络控制总体方案和技术路线，从而解决了联网困难的问题；对现阶段采用的联网方案作了分析研究，确定出合适的联网方案，完成DNC系统的硬件连接工作。
2.技术概念
2.1DNC通信系统
DNC最初指的是直接数字控制技术，是英文Direct Numerical Control的缩写。DNC技术的研究开始于本世纪60年代，数控设备的程序信息的管理和发送等工作都是依靠中央计算机完成[6]。当时主要是为了解决纸带输入加工程序的繁琐及计算成本过高等问题。
70年代以后，七十年代以后，DNC技术得到了快速发展，数控机床对于程序内容的存储量更大且计算运行速度也更快。由最初的直接式的转变到分布式的数字控制技术（Distributed Numerical Control）[7]。相比于直接数字控制技术，分布式数字控制技术添加了信息收集、状态监视和控制等最新功能。
80年代以后，在计算机技术飞速发展的背景下，DNC技术的功能不断扩大，相比于以往的DNC技术，已经慢慢地注重了车间的相关信息高度的集成化，展开对零部件的加工过程中的研究，分别对生产技术准备、计划以及加工流程等等数据信息完成集中监控或者分散的控制工作，并将数据信息与局域网相互关联，实现信息的相互交换[8]。目前，DNC技术已经开始向物流等系统扩充，未来的DNC技术功能将更为强大。
2.2多线程技术及应用注意事项 2.2.1多线程技术
主线程（即第一个线程）是由系统自动创建的。创建完主线程后，主线程本身还会有很多的额外线程生成，这些额外线程进一步还可以生成其它的线程。当多线程程序运行时，大多数人认为这些线程同时运行，事实上，情况并非如此，操作系统为各个线程都设置了CPU时间来保证这些线程的正常运行[9]。操作系统给各个线程提供时间片的方式是采用的轮转方式，各个线程在完成时间片使用之后，将其释放出来，因此该操作系统一般会接着把时间片传递给后面的线程，以此类推。由于各个时间片的时间间隔极
其短暂，所以会产生一种错觉，当这些线程的运行是同时。更多地额外线程的生成的目的是为了尽量利用CPU的相关时间。
2.2.2多线程的应用
因此在MFC使用中，线程一般由用户界面线程和工作线程两种模式存在。假如只是执行后台的相关计算而不和用户交流，通过运行工作线程就够了；此外，如果是进行要处理一个用户界面的相关线程，用户界面线程此时需要运行。其中，这两个线程之间的最大区别在于用户界面线程中会额外有一个消息循环，从而就可以实现对消息的处理功能[10]。
进程和线程的概念不同，进程可以对程序进行定义。在32位系统中，进程会占用应用程序所得到的存储位置。其中在运行过程中，进程通常至少会有一个线程被占用，进程中的相关空间代码通常是由这个线程掌控的。一般来说，一个进程通常由多个线程所组成，这些线程控制进程地址当中空间的相关运行代码。
2.2.3线程优先级与同步问题
采用多线程进行编程会使程序操作人员的工作更具灵活性，同时对于解决问题变得更加容易。但是，程序不应该以碎片的形式写入，因为这不是正确开发应用程序的方法。当线程在运行时，老的问题解决了新的问题又出现的现象。因此，知道何时创建多个线程以及何时不创建多个线程是非常重要的。
在系统在运行多个进程的过程时，此时要对线程运行的顺序进行优先级别划分[11]。因此操作系统对应优先级别的顺序排列线程，需要保证各个线程都处在优先的级别，通常从0到31的顺序完成优先级的排列。当系统在执行过程中，优先给优先级为31的线程赔给时间片，操作系统接着会给下一个优先级为31的线程进行分配。当线程中全部优先级为31的运行完之后，才会执行优先级为30的线程，后面的以此类推。一般操作系统以及程序操作员的改动都会更改线程的优先级以保证操作系统对终端的响应性。
另外，在使用多线程编程的过程中，要保证线程的步调一致。所谓的线程同步就是要尽可能的减少线程间数据在通信时的损坏。一般在32位系统中，同步问题出现的较多，这主要是由于分配时间片的过程中出现了问题。但是在MFC中，临界区模块、事件模块、信号量模块、互斥模块可以保证多线程的同时运行[12]。其中临界区模块的使用
最为简便，但它只能同步线程在同一进程的。此外，还可以使用线性化方法，这种方法对数据信息的读写都是在同一个线程中进行的。这样就避免了同时改写数据信息的情况。
2.3串行通信技术
微软通信控制（MCSomm）是由微软公司开发的串行通信编程控制，MCSomm控件可以实现通过串行接口进行数据的接收和发射[13]。
1 .常用的功能属性
MCSomm板块的常用功能属性组成为Settings、CommPort、PortOpen、Input、Output等。主要用于实现端口的打开或关闭、返回到通信端口的状态、返回到数据位或停止位等功能。
2.处理通信问题的方法 ⑴驱动方式
一般解决串行端口交互难点的有效方法为事件驱动方式。事件发生后需要及时进行通知和处理。一般情况下，通过OnComm事件运行的板块功能的控制对通信进行处理。一般程序响应及时以及可靠性高等等是事件驱动方式独有特点，每一个控件对应有一个串行端口。但是，要完成对多个串行端口的运行，需要多个控件配合进行。
⑵查询方式
一般来说，其中查询方式属于事件驱动方式，但查询方式在有些情况时更方便快捷。通过对CommEvent的属性值进行检查，可以对其中的问题进行判断处理。其一般主要运用在程序较小的时候。
2.4网络编程技术
在80年代初期，美国加利福尼亚大学伯克利分校成功开发出了Berkeley Socket接口。90年代初期，微软公司以伯克利套接字接口为模板开发了一个网络程序接口规范，即Windows Sockets规范。Windows Sockets规范对原有的功能作了完善和扩充，主要是扩充了原有的异步函数，并增加了符合Windows系统的异步进行。因为Windows Sockets规范的特点包括支持多协议性以及开放性等等，使得Windows的方面提供了参考和标准。
现在TCP/IP网络应用最为广泛的API是套接字接口，同时套接字接口也普遍应用于互联网运行、用户开发等方面[14]。Socket接口实际上指的是一个通信端口，可以实现一个Socket应用程序与另一个Socket应用程序之间的相互通信。Socket同样存在于通信域，通信域是一个抽象的概念。通常情况下，Socket只能与处于同一个域中的另外的Socket完成数据的交流。其中接口的相关示意图如下图2-1所示。
Socket的组成由：数据报、流式以及原始套接口三种模型[15]。通常，流式套接口属于一种是面向连接的可靠的运行，可以保证数据传输没有差错以及无重复性的内容。数据报套接口采用的是无连接的服务，数据传输是通过密码文来完成的，传输是没有顺序的，但是不能保证其完全正确。原始套接口进行对较低的层协议直接连接，一般用于新网络协议的调试任务。流式套接口采用的是TCP协议，而TCP协议的使用必须建立起连接才可以进行互相交流，以便确保数据传输的真实性以及顺序性。通常，Socket建立在客户/服务器模型的基础之上，其中服务器端以及客户端两个进程在工作时被提供，服务器端一般先启用。图2-2是流式套接口系统的具体调用流程。
图2-1 Socket接口示意图
Windows Socket规范是针对微软操作系统对Berkeley Socket接口的优化和改进，它们的主要区别体现在Socket的启动和终止、多线程、异步请求机制、异步数据传输机制、异步选择机制、阻塞处理和错误处理等方面[16]。Windows Socket规范可用于单线程和多线程Windows版本。Socket接口在多线程条件下基本上是保持不变的。
图2-2流式套接口系统的调用过程
2.5数据库开发技术
SQL Server2000是新一代微软公司的数据库产品，该产品是基于SQLServer7.0开发和设计的。SQL Server2000数据库管理系统是以高端硬件技术、最新互联网技术和存储技术作为支撑建立起来的具有一个大型关系的系统，可以将具有可扩展性的和可靠性的数据信息提供给Web站点和企业用户。此外，SQL Server2000具有Web 功能、数据挖掘功能，同时支持扩展标记语言，极大的方便用户快速创建解决方案。该数据库管理系统主要具有以下特点[17]:
（1）系统管理操作更为直观方便
是用于图形用户界面的相关管理工具，包括SQL Server服务器、数据管理等等方面的功能，此外还提供了SQL事件探查器、SQL查询分析器。用户使用操作方便快捷，具有很强的实用性。
（2）动态自动管理和优化功能
如果SQL Server的数据库管理人员设置了系统的某些功能，SQL Server将自动配置使其性能达到最优，减少数据库管理人员的工作量。
（3）充分的Internet技术支持
其中SQL Server对Internet技术的具有很强的作用作用，在以前版本的Web出版工具的基础上，又增加了XML技术和HTTP技术。这样就能够保证电子商务可以通过XML技术实现对SQL Server数据库的访问功能。
（4）强大的编程接口工具
编程接口工具的使用，使得应用程序的开发越加的方便，SQL Server提供了多种应用程序开发工具。完成了标准SQL语句与Transact SQL语句之间的相互存在，除此以外，OLEDB、ADO以及ODBC等等模式都很适用。
（5）很好的伸缩性和可靠性
既能在服务器操作系统中运行，也能在Windows操作系统中运行。所以SQL Server2000能满足各种不同层次、不同需求用户的需要，具有很好的伸缩性和可靠性。
（6）简单的管理方式
SQL Server2000和Microsoft Windows 2000两者的成功结合具有重要的意义。可以运用Windows 2000的集中管理功能简洁化企业中的繁琐系统的工具，通过运用操作系统所具有的的服务功能来增强SQLServer数据库系统的功能并减小资源的占用。
3.总体方案设计
3.1应用的需求分析
通常，在国内的加工制造业领域当中，数控机床已实现了广泛地运用，其中有些企业把数控机床与计算机之间建立联系，已经实现了数控加工程序的及时反馈。然而，这类的单机系统在现实使用的过程中并不十分可靠，经常出问题[18]-[20]：每台数控机床都需要连接一台独立的计算机才能进行程序的传输和控制，大大增加了设备的费用；操作数控设备的人员需要在计算机与机床的控制面板之间交替地操作完成程序的传递，这样导致了人工费用的大幅增长；然而因为网络共享式的数控加工系统，因而其数控程序的共享程度比较低。如何实现对数控机床零部件生产加工过程中的网络化管理已经成为加工制造行业迫切需要的重要技术关键工艺，所以数控机床的管理以及通信系统的开发设计是很有必要的，也是非常急需的[21]。
一般数控机床的DNC管理、通信系统是建立在企业自有的局域网资源之上的，结合了多种的技术，比如网络、数控、信息、计算机以及多媒体等等技术，通过TCP/IP协议完成了快速的加工程序的传递，各台数控设备的管理和信息采集工作主要是依靠车间DNC主机来实现的，通过WEB技术能够将有关的加工信息传送到网络平台上，因此完成了车间加工监测信息与办公管理信息之间的相互传输[22],[23]。
3.2DNC系统功能分析
图3-1系统功能模型示意图
系统功能模式的示意图如图3-1所示[24]： （1）数控机床信息管理
数控机床有关的信息管理主要是指数控机床的静态信息管理方面，具体有：数控铣床、数控车床以及电火花线切割等等有关的数控加工设备的属性信息、数据信息的录入、修改、删除等。详细的静态信息具体为：机床的名称、数控车床、所属的车间以及操作设备的人员等等资料。操作数控的工人可以根据静态信息来选择合适的数控加工设备。
（2）数控程序管理
数控程序的管理具体有：数控加工程序的编辑、上传、模拟以及查询等等相关内容。操作数控的人员根据各台数控机床控制系统的差异完成相关数控程序的编排。
（3）加工任务管理
数控操作人员对数控机床进行加工任务的管理，可以对数控机床的程序任务完成添加、删除以及查询，同时数控机床的各项加工任务可以生成任务单。
（4）机床运行状态信息采集
通常，机床的运行状态的记录能够经过串口服务器得到，具体内容有：加工和空闲的时间、设置以及报警等等有关的机床运行信息。此外还可以通过串口服务器对运行状态日志进行分析并得出报告，根据报告可以得到机床的使用效率高低。
（5）加工过程视频浏览
为了能够对操作机床的人员、机床使用的状态及零部件的合格率等情况进行及时的掌控，可以在数控机床上的安装网络摄像机，并且可以查看以往的监控视频。
（6）用户管理
系统的管理人员可以对企业内部人员、客户及加盟商等成员的帐号信息和工作权限的设置和管理，从而保证用户的权益。
（7）在线加工
采用在线加工功能可以实现与数控机床之间的数据传输，数据信息的传输能够从断刀点处开始。在线加工功能可以解决数控机床内存空间小且需要进行传输的数据信息又非常大这一问题。
3.3常见的通信网络
基于DNC技术的通信与管理系统的未来发展趋势是实现将多个车间、多种数控设备联入到企业的局域网中，使得企业管理信息与数控机床加工信息的之间实现了共享以及传输[25]。
3.3.1串行通信网络
采用串行通信技术可以实现一台计算机与多台数控机床之间进行数据信息的传输。目前在企业车间中广泛采用的通信方法是运用数控机床自身携带的RS-232C或RS-485接口，网络拓扑结构采用点对点方式或星形方式来实现串行通信[26]。串行通信协议主要分为物理层、链路层和应用层三层，通信速率可以在110〜9600bit/s范围内选择。物理层可以看做是具体的实现了链路层以及应用层之间的相互关联，使得信息的传递变的更加的顺畅，没有相互的干扰。然而采用串行通信技术进行数据信息的传输存在着以下的缺点，具体包括：1.管理和维护的工作量较大，2.成本投资大，3.传输距离短4.抗干扰能力差5.传输速率低以及6.出错频繁等等[27]。
3.3.2现场总线通信网络
现场总线技术是一种先进的工业控制技术，主要应用在与加工制造业等相关企业的现场数控设备中，可以实现双向串行多节点的数字通信的系统。总线通信网络技术的应用极大地促进了新的网络集成式分布控制系统的出现和形成，此外网络的集成化的控制体系可以完全达到过程控制以及加工制造自动化的相关要求。这是由于现场总线技术是
通过数字通信的技术成立的，因此可以实现相互之间的功能转变。
现场总线技术作为制造业现场控制的先进网络系统，其中对总线技术要求最高的就是要具有可靠性和实时性的功能特点，而CAN总线在这方面最为突出[28]：在可靠性方面，CAN总线采用了多种错误检测和纠错措施来保证具备非常高的可靠性；此外，CAN总线采用了新颖独特的位仲裁技术，比其他同类产品具有更高的实时性；CAN总线的传输速率可以达到1Mbs，由于接口的构造简单，因此其安装、拆卸较方便，导致系统的费用较低。CAN总线非常多的优点，能够实现等传输介质进行数据信息的传输。但是随着信息技术的发展，总线技术还存在较多的问题，具体来说主要有以下几个问题[29]：
（1）各个开发厂商都有自己的专利总线技术，这就限制了它们总线技术之间很难实现相互间的兼容，导致它们的费用不断提高；
（2）如果所开发建造的总线协议与内部的局域网的条款不同。这样很难使得完成企业加工生产制造过程中的集成一体化的相关目标；
（3）其线程总线的传播速度很慢，目前使用较多的CAN总线的传速，最高也只有IMbs，但是DNC总线需要对生产现场的加工状况进行全程的监控，这样就会产生大量的音频、视频等等数据的相关传输，这样很难满足相关的要求。
最近几年，随着工业技术的不断革新，通信网络在正在发展朝着以太网的方向发展。同时科研院所也热衷于对工业以太网技术和TCP/IP技术的应用研究，现在以太网的速度已经可以达到1000Mbps，当高新技术等技术的使用完成了对以太网的不可靠问题的解决；而且，由于以太网端口的每个网络节点都设置了独立的带宽，这样就避免了使用同一交换机的不同设备不会存在资源的相互争夺利用现象，可以看作是每个设备独立占用一个网段[30]。所以说企业中的DNC系统已经开始使用基于以太网的工业通信网络。
3.4DNC系统网络结构设计
企业DNC系统采用以太网技术，可以减少企业的投资成本、维护成本和管理成本。由于以太网技术的通用性，企业对于以太网技术的维护和管理更为方便、快捷。同时企业可以利用原有的设备资源，并且可以实现企业的办公网络与车间数控设备网络之间的相互连接[31]。所以，DNC系统使用最多的就是企业内部的相关局域网系统。
数控加工程序以及其他程序的发送和接收[32]都是通过Windows的相关的网络的接口Socket完成的工作。通常Socket是针对具体的服务器模型所开发研制的，从而确保
服务器端的问题。这里将DNC系统的接收平台作为Socket的客户端，而串口服务器端作为Socket的服务器端。
3.5DNC系统的底层通信
DNC系统的底层通信指的是数控机床系统与DNC系统接口之间的相互通信，其目的是完成加工制造业中的信息传递以及加工状况信息的反馈。
3.5.1常见的数控机床通信接口
在国内大多数地加工制造业当中，数控设备的种类非常的丰富，有效的解决了不同的数控设备之间的关联问题，具体如下[33]：
（1）穿孔机输入接口
这种结构将穿孔机的输入接口与计算机的打印接口进行连接并把纸带穿出来。通过使用这种结构模型不用对任何硬件以及电路进行改造，只需要编写出一个驱动程序供穿孔机使用。因为采用这种结构不能消除相关的问题，因此也使用的较少。
（2）纸带阅读机输入接口
这种模型结构借鉴了数控系统的纸带阅读机输入端的接口模式，也制造了一个外接的读写卡，设具体的纸带阅的相关内容的功能，可以实现与RS-232接口的串行通信，还可以将DNC程序输入到其它的地方，因此也及其少的使用。
（3）RS-232接口
这种结构是把数控系统的串行通信口与RS-232串行通信接口进行相互连接，这样就可以实现程序的下传和上传。目前在加工制造类企业中部分数控设备就是采用的使用这种接口。RS-232接口广泛应用于PC和通信行业。RS-232接口的传输方式是不平衡的，即单端通信方式。RS-232的两种常用端口引脚如表3-1所示。
表3-1 RS-232端口引脚说明表
9 针端口（DB9) 针号 功能说明 1 2 数据载波检 接收数据 所写 DCD RxD 25 针端口（D25) 针号 功能说明 8 3 数据载波检 接收数据 所写 DCD RxD
3 4 5 6 7 8 9 发送数据 数据终端准 信号地 TxD DTR GND 2 20 7 6 4 5 发送数据 数据终端准 信号地 TxD DTR GND 数据设备准备好 DSR 请求发送 清楚发送 振铃指示 RTS CTS 数据设备准备好 DSR 请求发送 清楚发送 振铃指示 RTS CTS DELL DELL 22 （4）DNC接口 这种DNC结构可以实现数控系统中所带的各种功能，具体的实现过程需要依靠插在DNC工作站和数控系统中的DNC接口卡并借助于专业软件，现在仅仅在少数进口的高档数控系统中有采用DNC接口技术的。
（5）网络接口
这种结构对于实现数控机床与车间局域网的相互连接较为容易，可以对企业中的分布式加工设备层进行合理有效的管理。这种接口技术只有在少数的进口高档数控机床上出现过。
（6）计算机直接数控
计算机直接数控方式采用的是PC嵌入CNC模式实现的，可以用一台计算机实现对多台数控机床的控制[17]。
3.5.2数控机床的联网设计
数控机床的联网设计主要运用在高档数控机床上，带有DNC接口或以太网接口，通常这类机床与车间的局域网是可以直接进行连接的[34]。
串口服务器实现了把数控设备中的全部数据以及信息正确的传输到了局域网之中，反之也能够把局域网中的数据信息传输给数控设备，可靠性高；其中串口服务器的作用就类似于网关的作用一样。通过更改串口服务器的IP地址以及其设置的内容，因此数控设备就成为了局域网中的一个节点，这样就可以实现数据信息的传输功能[35]。
4.串行通信设计与实现
4.1串口服务器的选择
DNC主机与机床控制器之间的通信连接是DNC系统最为关键的技术，由于数控机床的通信接口存在着非常大的差异，并且所采用的协议种类也很多，这样就给DNC技术的应用和发展带来较大的困难。为了实现异构数控系统的集成化管理，数控系统的生产制造企业和相关研究人员都在积极探索和寻找解决通信协议标准化问题的最佳途径。在实现数控系统通信协议标准化之前，加工制造业中的大部分机械加工车间采用特殊设计的DNC装置来进行数控设备的控制和管理。根据相关的研究资料，目前开发设计智能硬件设备是以研究DNC装置为工作的核心和重点，同时智能硬件设备可以实现接口标准和通信协议的转换和统一[36]。近年来，数控通信协议也逐渐从智能硬件设备转向软插件系统。目前，我国的相关科研院所已经开始对这种DNC软插件系统进行科研立项和研究工作，这必将对数控设备的集成管理产生积极推动作用[37]。
现阶段我国的许多研究机构也开始尝试解决通信接口的兼容性问题，软插件系统可以针对不同的数控设备和不同的通信协议。因此，软插件系统可以给用户提供一个统一的、标准的平台。用户在进行特定系统的开发设计时，只需要输入通信协议中的参数，就可以完成对应DNC系统的开发设计。
4.1.1动态连接库技术
动态连接库可以调用的一组服务或函数用于主应用程序的执行，这些服务或函数相对于主应用程序是相互独立的。这些服务或函数与静态库中的DLL服务或函数不同，因为DLL函数无法通过连接器与可执行文件相连，而是在检索可执行文件中的信息后才可以进行使用的，并且在程序运行时库中的代码才可以加载显示。所以可以实现多个不同进程的应用程序在内存中共存，从而可以大大减少对于内存容量的需求。基于前文中对于DNC开发的平台和软插件系统的应用，选用动态连接库技术[38]。
针对不同种类的数控设备，开发设计相互独立的动态连接库。这些相互独立的动态连接库都对数控协议进行了细节封装处理，所以它们的状态都是透明的。而对于主应用
28
程序来说，只需按照相同的方式对接口函数进行调用即可，所以说每台数控设备看起来好象都是相同的。这样，就非常成功的解决了系统对于异构数控系统的集成问题。同时保证了系统与数控设备之间的无关性，易维护性和易扩展性等特点。
4.1.2串口服务器硬件的选择
选定合适的串口服务器是构建局域网式结构的DNC通信系统最为关键的问题。具体来讲，对串口服务器应满足以下要求：
串口服务器应同时具有以太网接口和串行通信接口，此外还应该有数字和模拟信号的输入端口；同时需要满足车间现场的电磁环境要求，即具有抵抗一定强度电磁场的能力[39]。在串口服务器内部应设置有较大的动态存储器和较强的CPU来满足传输大文件的需要。另外，串口服务器还需要具有网络服务器的功能，方便管理人员或技术人员能够及时访问到串口服务器所采集到的数控机床信号，也就是说串口服务器应该采用嵌入式的WEB服务器[40]。
结合以上要求并对不同的串口服务器进行对比分析，最终我们选用的串口服务器是Moxa公司生产的Nport Express DE-211。 该串口服务器支持快速以太网或标准以太网技术，且所有端口都可以提供内嵌15千伏的ESD保护。如图4-1为Nport Express DE-211的实物图。
图4-1 Nport Express DE-211的实物图
4.2串口服务器的任务设计
DNC串口服务器的通信程序需要进行两个方面的开发设计，一个是串口服务器的
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网络通信程序，即把串口服务器作为TCP/IP的服务器端来实现与车间服务器的网络连接；另一个是串口服务器的端口通信程序，即实现串口服务器与数控机床之间的相互通信功能[41]。虽然数控机床的种类有很多，但是对于串口服务器与数控机床之间的所采用的通信协议来说， 市场上绝大多数的数控机床都是采用的XON/XOFF或RTS/CTS通信协议，同时串口服务器也可以采用这两种通信协议来实现通信。而对于那些比较特殊的通信协议，则需要开发设计专门的针对这些通信协议的程序，借助于互联网将程序下载到相关的串口服务器中，从而实现特殊通信协议的通信。
实现DNC通信的关键是选择合适的DNC串口服务器内核。由于需要同时实现数控程序、数据信息等的网络接收和端口发送功能，这就要求该内核必须采用一个多任务的内核。为了满足DNC串口服务器的通信要求，需要将串口服务器的功能合理分配到各个任务中才能实现，选用五个任务来保证DNC串口服务器通信功能的实现，如表4-1所示[42]。
DNC的设计应以数控机床为中心进行，而对于任务等级的考虑主要是以满足数控机床的各种加工要求为出发点。由于数控机床可以实现在数控程序进行传输的同时进行加工程序的运行，但是这种情况对于数控加工程序的实时性要求非常严格。所以说将任务四作为最高级，而任务一次之。内核在进行数据信息的初始化时，只需要启动任务一、任务三和任务四，而任务二和任务五的建立是在任务一的运行过程中完成的。
表4-1 串口服务器任务设计表
任务编号 任务名称 任务描述 任务间的互斥和通信情况 任务一 网络数据接收任务 接收来自网络的数据并分析与任务四存在共享变量互斥与任务，存在数据 不可重入函数互斥与任务二存在互斥 任务二 网络数据输出任务 把数据传输给网络 与任务三共享变量互斥与任务一存在互斥 与任务一存在不可重入函数互斥与任务二存在变量互斥 任务三 端口数据接收任务 读入来自端口的数据 任务四 端口数据输出任务 向端口输出数据 与任务一存在共享互斥向任务五发送通知信息 向DNC控制平台发送请求，继任务五 请求消息发送任务 续发送数控程序消息 接收来自任务四通知信息 30
4.3串口服务器的程序设计 4.3.1工作线程
由于串口服务器采用的是Windows操作系统，所以可以采用TCP/ IP协议来实现以太网的通信功能。如图4-2所示为串口服务器处理软件的主要流程。
在串口服务器开始进入到工作状态之前，首先需要先对以太网的连接情况进行检查，具体的软件处理函数详见附录A。当网络成功连接后，串口服务器便开始执行远程调用程序，这样就可以从车间服务器上下载数控机床的相关配置文件和通信协议。当串口服务器准备好初始化工作以后，就可以运用多线程来实现对各个端口的分别监视，如果接收到其他的工作任务信号，就按照相应的处理程序执行。该系统采用3个串口服务器，用于与机床、机床主轴检测系统、机床状态监测系统进行通讯[43]。
图4-2智能终端的处理软件主流程图
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智能终端与机床之间的相互通信主要是进行NC程序的传输。串口服务器在接收到数控机床发送的相关申请信息之后，首先会对信息进行任务的分析判断，然后根据分析判断的结果再做出相应的处理。这里主要定义了四种传输方式，通信流程如图4-3所示。
上传方式：把各个数控设备中的NC程序或数据信息上传到车间服务器。
下传方式：把NC程序或数据信息从车间服务器下传到各个数控设备上再进行加工。 DNC方式：边进行NC程序或数据信息的传输边进行加工，主要用于解决数控设备内存空间不足的问题。
程序再开方式：从已经加工完毕的NC程序代码中进行相关数据信息的提取，将提取到的数据信息合成新的NC程序头文件进行传输，控制数控机床再继续从断点处进行加工[44]。
图4-3智能终端与机床通信流程图
数控机床的主轴检测系统主要是检测机床主轴工作时的转速、转向及冷却液开停等参数，可以从数控机床的输出信号点获得这些参数的具体信息。主轴检测系统每隔一段时间就会对信号点进行一次检测，然后将检测的参数信息实时发送到智能终端，智能终端对接收到的参数信息进行整理并写到数控机床的日志文件中[45]。
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4.3.2与机床当前状态监测系统通信
数控机床的当前状态监测系统主要用于检测机床当前的工作状态信息。如果数控机床直接调用车间服务器上的现有程序文件，那么在调用通知上会将这些信息进行显示；如果数控机床直接调用机床内存上的程序文件，那么就需要机床操作人员进行输入操作。监测系统接收到这些信息后，对信息进行整理并写到数控机床的日志文件中。
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5.通信管理软件的设计与实现
5.1数控程序传输线路设计
根据数控机床加工对于数据信息传输的功能要求，需要在基于局域网的DNC通信系统中实现数控程序的顺利传输必须满足一定的条件和要求。数控机床如果是边进行数据的传输边加工零部件，这就对实时性提出了严格的要求。实时性指的是在数控机床在对零部件进行加工时，数控机床在进行加工零部件的同时需要一直有数控程序发送给机床，这就需要串口服务器始终保持一定的数据缓冲空间。在基于局域网的DNC通信系统中，串口服务器向下与数控机床进行连接，通信速度是由用户进行设置和选择的；向上与车间局域网进行连接，采用的网络带宽是l0mbps[46]。数控程序文件一般都很大，如果DNC串口服务器接收到的数据信息超过了数据的缓冲空间，那么这些数据信息将会丢失，同时会产生数据过载现象，在过载的影响下，刀位点发生一定程度的跳跃，甚至发生继续加工而损害刀具或工件或机床自动停止的现象。如果DNC串口服务器长时间没有接收到数据信息，那么就会导致欠载现象，此时受欠载的影响将不能继续给数控机床传输数控程序，会影响加工零部件的质量[47]。所以说如何把数据信息的缓冲量控制在合理的范围内是最为关键的问题。
数据传输线路设计的目的就是为了将数据信息的缓冲量控制在合理的范围内，设计采用的方式是通过建立一个合理的数据发送和接收规则来实现的。如图5-1是线路传输线路图，设计时不需要考虑串口服务器与数控机床进行数据信息传输时的传输速度不稳定的问题，是直接对数据缓冲量进行控制。数据信息发送的最初阶段，对传输的数据缓冲量大小进行设定，车间服务器首先对数据缓冲量相同的数据信息进行发送，然后停止发送，等待申请发送新的数据信息，在串口服务器端，发送相应的数据信息到数控机床前需要对数据缓冲量大小进行分析和判断，如果小于所设定的数值就会发送相应的请求信息，车间服务器接收到请求信息后会继续发送数据信息给串口服务器。
在数据传输线路的传输规程中，如果想要实现传输速度的匹配，那么需要经过两个阶段，一个阶段是车间服务器与串口服务器之间传输速度的相互匹配，主
34
要是为了使数据缓冲量大小控制在合理的范围内，采用的方法主要是对数据缓冲量大小进行分析和判断，如果小于所设定的数值就会发送相应的请求信息；另一个阶段是串口服务器与数控机床之间传输速度的相互匹配，主要是为了保证数控机床正确的接收数据信息，可以在串口服务器与数控机床之间采用串行传输握手协议来实现[48]。
图5-1数据传输线路
5.2DNC通信平台设计 5.2.1通信平台设计思路
车间数控机床所需数控程序的网络传输平台采用的是基于局域网的DNC通信平台，需要同时与多台数控机床进行连接和数控程序的传输，这样的话就需要采用多线程来完成网络通信程序的编写。网络通信程序的编写是运用Visual C++完成的，采用的是网络编程接口Socket，网络编程接口Socket的开发和设计是面向客户/服务器模型的[49]。总体来讲，DNC通信平台是一个连接多个服务器的多线程客户端程序。
5.2.2 DNC通信平台的程序设计
根据数控程序传输线路制定出来的网络数据发送任务的实现结构如图5-2所示。当数控程序成功发送命令后，接下来数控程序就会发送线程，首先会在线程
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中创建可以连接串口服务器的Socket，实现成功连接以后，就会将相应的初始化信息发送到串口服务器上，然后就会启动接收线程，当串口服务器接收到相应的初始化信息以后，就会准备进行数控程序的发送和接收工作。如果数控机床需要接收到触发信号，那么串口服务器的端口在接收到数控机床转送过来的信号后，串口服务器会将初始化成功的信息和已经接收到的触发信号信息发送给DNC通信平台，DNC通信平台接收到这些信息以后就会开始发送数控程序。首先是按照设定好的串口服务器数据缓冲量的大小不断发送数据信息，直到缓存区达到满载状态，然后恢复接收线程，等待串口服务器发送过来的请求发送信息，在接收到串口服务器发送过来的请求发送信息后就会继续发送下一个数控程序。就采用以上的方式持续循环发送数据信息，直到所有的数据信息全部发送完毕，在最终完成后会发送一条成功消息到DNC通信平台。
图5-2网络数据发送任务的实现结构
在发送数控程序前必须要发送初始化信息，初始化信息所起的作用其实就是事先通知串口服务器马上将会进行数控程序的发送，同时把将要发送的数控程序分割成一个一个的数据包，串口服务器收到这些初始化信息之后就会进行串口的
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侦听工作，然后在等待机床操作人员将信息接收后，数控机床就会开始发送相关的命令给串口服务器。如果程序在发送过程中出现异常终止或发送失败现象，这时就需要将“发送失败”的信息及时发送到串口服务器，这样就可以保证当数据信息发送出现异常时串口服务器不会发生崩溃。
Windows Socket执行I/O操作主要是采用阻塞套接字方式或非阻塞套接字方式这两种方式。如果采用阻塞套接字方式，那么执行操作的Winsock函数会始终处于等候状态，不会立即返回程序。而如果采用非阻塞套接字方式，那么执行操作的Winsock函数都会立即返回程序。阻塞套接字主要存在应用程序很难同时通过多个已经建好连接的套接字进行通信的缺点。但是针对这种缺点可以使用多线程来进行处理和解决，可以对已经连接好的每个套接字都进行读写线程的分配，虽然采用这种方式可能会增大开销，但这种方式是一个非常可行、非常实用的方案。本文采用的就是这种多线程的阻塞套接字方式的编程方案。发送线程的过程详见附录B。
5.3机床事件接收平台设计
机床事件接收平台主要是完成由串口服务器发送的机床事件的接收工作，同时把机床事件的名称、描述、时间及机床代号等信息存储到数据库中，并建立机床的使用日志，为日后对于机床的使用性能分析提供数据信息。通过分析机床的使用日志就可以找到提高机床使用效率的方法。
事件接收平台的结构如图5-3所示，串口服务器对机床事件发生时的信号情况进行信号的采集，然后将采集到的信号信息传递到事件接收平台，借助Windows 的网络编程接口Socket实现信号信息的交换，最终事件接收平台把接收到的信号信息进行整理和储存。
图5-3事件接收平台结构
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由于机床事件大部分都是在突然情况下发生的，如果继续采用阻塞式的socket，那么事件接收平台就会始终处于阻塞的状态，这样的话即使采用多线程，那么每个线程同样在很长时间会处于阻塞的状态，这就会大大增加程序的开销。而如果选择采用非阻塞式的socket就会十分理想，可以实现网络操作函数的立即返回，同时在事件发生时还会触发消息映射函数[50]。
5.4客户端机床管理软件设计
Visual C++中的MFC将线程可以分为用户界面线程与工作线程两种形式，这两者的主要区别在于：要实现用户界面线程的运行就至少需要一个消息循环，并且需要有自己的窗口；但是在工作线程形式中没有窗口，这样的话也就不具有属于自己的消息循环。由于在进行网络化数控加工时，车间服务器还要保持在任何情况下都可以实现与外部环境的数据交互，所以说就需要采用多线程技术。具体来说，繁琐复杂的运算工作多数情况下是由工作线程来完成的，也就是说依靠主线程实现对用户界面的控制，而其他线程则是用来处理来自计算机和数控机床的数据信息的[51]。
5.4.1系统登录模块
系统的登录模块是提供对操作人员的使用和管理，保证操作人员的相关权益，这些工作主要是由系统管理员完成的。
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图5-4系统登陆界面
5.4.2.机床管理模块
（1）机床添加
机床添加功能主要指的是数控机床的静态信息管理，主要包括数控车床、数控铣床、线切割机床等数控设备的相关属性信息、参数信息的录入，具体来讲，静态信息是指例如机床名称、机床类型、操作人员等基本信息。
图5-5机床添加界面
（2）机床通信协议管理
虽然数控机床的种类有很多，但是对于串口服务器与数控机床之间的所采用的通信协议来说，市场上绝大多数的数控机床都是采用的XON/XOFF或RTS/CTS通信协议，同时串口服务器也可以采用这两种通信协议来实现通信。
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图5-6机床通信协议管理界面
（3）机床通信参数设置
确定以下面板上的相关通信参数的设置是通过DNC通信平台的配置参数设置选项实现的。
图5-7机床串行通信参数设置界面
图5-8加工过程实时察看界面
（4）加工过程实时察看和录制
通过网络摄像机可以对数控机床的加工状况、运转状况等进行实时的观察和录制，此外还可以观察和录制操作人员及车间人员的工作状况。录制好的视频可
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以直接进行存档，在日后如果需要可以直接进行调用和查看。
（5）加工过程回放
具有播放历史视频的功能，可以随时调用和查看数控机床的运转、加工过程以及操作人员对机床的操作流程等历史视频记录。
图5-9加工过程回放界面
（6）加工任务管理
数控机床的相关管理人员及机床操作人员可以对机床的加工任务进行查询、添加、删除等操作管理，同时还可以把加工任务任务单发送给相关人员。
图5-10加工任务管理界面
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6.总结
6.1 全文总结
数控机床的DNC技术是企业实现CAD/ CAM的重要技术支持，同时也是提高企业信息化办公水平的主要措施。完成数控机床DNC通信与管理系统的开发设计可以实现对数控机床的数据信息采集和管理，借助于WEB技术可以将相关的程序文件、数据信息及时的传输到网络上，这样既能够满足传统DNC的计算机与数控机床之间的信息交换，又能够实现企业办公管理信息与车间加工监测信息的实时传输和在线交流。数控机床的管理人员和操作人员可以实时查看和监控机床的运转状况和加工状况，并可以与车间的其他人员进行信息交流。
在充分查阅相关的DNC技术和近年来数控机床的发展趋势的基础上，通过进行理论分析、结构性能对比等方式确定出数控机床通信与管理系统开发设计的总体方案。在此基础上，开发设计出数控机床DNC通信与管理系统的功能模型和网络结构。在充分学习数控机床通信接口和DNC底层通信技术后，结合我国加工制造业企业的实际现状，构建出基于企业局域网的通信系统结构，并提出了异构数控设备集成的方法。对软插件技术和动态连接库技术进行了研究，完成了串口服务器功能设计和软件实现的程序流程图。以Visual C++ 和SQL2000为开发平台，开发车间信息集成管理的客户端机床管理软件，可以对数控机床的运行状态、加工过程等进行浏览和查看。
6.2 研究展望
由于研究时间的有限性，使得研究工作并不彻底，今后还可以从以下几个方面继续进行研究：实现串口服务器的程序编写；开发和设计出基于数控机床DNC通信与管理系统的更多功能；开发和设计系统数据库等。
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致 谢
本文的顺利完成离不开XXX教授的悉心指导，一路走来，都得到了张老师的巨大帮助。张老师不仅知识渊博，对工作精益求精，而且平易近人、循循善诱。与张老师的接触使我深刻的领悟到了静水流深的道理，在张老师的指导下学习我感到十分荣幸。从张老师身上学到的不仅是学术知识，更多的是治学严谨、为人谦逊亲和的巨大人格魅力，这为我树立了榜样，在以后的人生道路上我会走的更稳、更扎实。值此论文搁笔之际，谨向培养我的XXX老师致以衷心的感谢。
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附录A：
int check_lan ();检查LAN连接程序 {
char ping_cmd[100]； gettime( &dtm)； tsstart= dtm.ti_sec ； tmstart=dtm.ti_min ；
strcpy(ping_cmd ，\"c :\\ net\\ ping\")； strcat(ping_cmd ，gateway0)； strcat(ping_cmd -13 \")； system (ping_cmd)； gettime( &dtm)；
if ( (abs ((dtm.ti_min - tmstart)*360 + (dtm.ti_sec - tsstart) ) ) > 3) return (1)； else return (0) ； }
附录B：
UINT
NetSendThreadProc(LPVOm pParam) addrLen=sizeof(SOCKADDR_IN)； status=WSAStartup(MAKEWORD(l，l)，&Data); //网络初始化 if(cnc[nlndex].bConnected=FALSE)//建立 SOCKET
48
if ((s={socket(AF_INET，SOCK_STREAM，0))==INVALID_SOCKET) {…错误处理}
memset((void *)&dst_addr，sizeof (dst_addr)，0)； dst_ addr.sin_family=AF_INET；
dst_addr.sin_port=htons(4660)；//连接串口服务器
if(connect(s，(struct sockaddr *)&dst_addr，sizeof(dst_addr))==SOCKET_ ERROR) {…错误处理}
String inimsg=Minitialization\"；
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iRet=send(s，(LPCTSTR) inimsg， inimsg.GetLength()， 0)； 化信息
if(iRet=SOCKET_ERR〇RII iRet RevThread=AfxBeginThread(NetRevMsgThread，&i); //启动接收线程 if (WaitForSingleObject(MsgHandle，600000)==WAIT_TIMEOUT)；//如果在10分钟内没有得到串口服务器发送的初始化成功的消息 {…错误处理} RevThread.SuspendThread()； while(cnc(nlndexj.dwRead if(iRet=SOCKET_ERR,RII iRet if (WaitForSingleObject (MsgHandle，600000)==WAIT_ TIMEOUT)；//如果在10分钟内没有接收到串口服务器发送的请求发送信息 {…错误处理} } 50 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容