引言在由工厂、车间、单元、工作站和设备等五层控制组成的CIMS体系结构模型中，FMS覆盖了最底层的三层，即单元控制层、工作站层和设备控制层。在工厂管理、工程设计和制造三大功能中，FMS负责制造功能的实现，所有产品的物理转换都由制造单元完成。工厂管理层制定的经营目标，设计部门完成的产品设计和工艺设计，都要由制造单位来实现。可见，制造单元的运行特性在整个工厂中起着重要的作用。加工工作站负责指导和协调车间中加工设备组的活动。为了实现柔性制造的自动化，要求FMS具有良好的制造管理和优化生产调度的功能，系统中的制造设备必须协调运行，这对加工工作站提出了更高的要求，其有效性和柔性将直接影响FMS的有效性和柔性。解决加工站的集成问题，开发高性能的加工站应用软件，是成功构建FMS的关键。下面将介绍成功应用于柔性制造系统的加工工作站的控制结构、功能和实现方法。2功能需求制造单元控制系统由单元控制器、工作站控制器和设备控制器组成，其中单元控制器执行FMS的运行控制管理功能。底层现有加工设备为两台立卧转换加工中心和三台立式综合加工中心，均采用日本FANUCOM控制系统。没有物流系统。要求建立制造过程的计算机控制加工系统，使制造设备协调运转，实现多品种、小批量的柔性加工。因为加工中心的走丝是实现柔性制造的必要条件之一，而5台数控加工中心的控制系统都没有配备ONC接口，所以不具备直接走丝的功能。为此，设计了五套独立的DNC接口设备，实现工作站与设备之间的信息传输以及工作站对设备的实时控制。加工工作站控制器是实现柔性制造系统设计集成和信息集成的关键。它执行前端控制功能，不仅可以接收单元控制器的命令并报告命令的执行情况，还可以独立运行以控制和监视设备。其功能需求如下：加工操作排序，接收单元控制器的命令，加工路径选择与优化，实时调度，加工设备监控，机床状态监控，故障诊断与监控，设备运行模式，机床远程控制，加工信息管理，工艺信息管理，NC程序管理，工作日志管理，向单元控制器上报信息，3体系结构加工工作站控制器是基于网络通信的DNC数控系统，实现DNC控制和五个加工中心的通信。它通过以太网TCP/IP与单元控制器相连，并通过DNCFSO与设备控制器相连。Nextpage3.1硬件结构本加工工作站控制器用于监控五个加工中心，实现DNC控制。其控制结构如图1所示。其中，加工工作站的控制器选用了适合工业生产环境的P5/166研华工控机。DNCFSO是独立于加工中心数控系统的DNC设备。它们通过HUB hub通过以太网连接到加工工作站，通过I/O口和RS-232c连接到加工中心，其中RS-232c主要用于传输NC程序，I/O口传输控制信息。DNCFSO的主要任务是接收工作站控制器下载的数控程序和机床操作指令，并传送给加工中心的数控设备，及时反馈加工中心的状态和故障信息，实现工作站控制器对机床的实时控制
机床状态的采集：采集以下机床状态：——正在加工，机床空闲，装夹完成，故障排除，数控报警，数控恢复正常，机床报警及报警号，机床报警消除。机床工作模式的收集：收集以下机床工作模式——程序编辑、自动执行、纸带执行、手动指令、手轮、手轮指令、点动指令、点动、原点复位。传送和加工：实现大型数控程序的传送和加工。数据库管理：日志库、程序库和报警信息库的管理。与单元控制器的接口：与单元控制器通信，获取命令和NC程序，并报告状态。3.3具体实现DNCFSO实际上是一台无盘工控机，在加工工作站控制器上设置远程启动。工作站通过共享文件与底层设备即DNCFSO进行通信。向设备发出命令的工作站和向工作站报告状态的设备的共享文件名是WsToDnc.dat和DncTows。dat，它们存在于共享目录中。在远程引导目录下，为五个设备设置了五个共享目录，比如第一个设备和工作站的共享目录是C: win nt rpi rplfiles machines DNC FSO-1 data 。共享文件是一个记录文件，其格式如图3所示。工作站和设备之间交换信息的过程如图4所示。页面特定的发送和接收
过程如图5所示。工作站以查询方式检测共享文件的读写标志。若读写标志为0，则允许发送指令。发送方在写入指令和数据后，置读写标志为1，允许指令接收方读取数据。接收方在检测到读写标志为1时，读入指令并执行指令，最后置读写标志为0，以允许发送方再次写入指令。
在FMS加工过程中，为保证加工质量，需实时地对其中自动化设备及运 行状态进行检测监控，保证系统可靠运行。DNCFSO只要检测到任何设备的状态变化，就立即上报，即把状态数据写入共享文件并置读写标志为1。工作站每隔100毫秒查询一次共享文件。若检测到读写标志为1，则读入状态数据，并将相应的状态信息及出现此状态的时 间显示在工作站控制器的状态信息栏中。同时，在不同的机床工作状态，显示不同的图标，使用户一目了然。如果出现报警，用户也可及时查看报警原因及相应的处理措施，以便尽快恢复正常工作。工作站控制器上还有一个Win95 风格的多页控制器，分为工件、程序、CNC、刀具、故障和日志共6页。工件 页显示正在加工的工件的产品代号、零件代号和工序号；程序页显示最近一次 上下传的NC程序；在CNC和刀具页，用户可看到最新读取的机床CNC数据和当前71具号：当出现机床报警时，自动弹出故障页，便于用户查看故障信息；用户还可随时打开日志页，查看本次开机发出的所有控制指令和接受到的所有状态信息。
工作站可在不与单元控制器相连时，独立地向设备下达控制命令。工作站控制器的全部控制功能均采用快速按钮来实现，而快速按钮的使用状态则是 根据设备状态的改变来改变。在执行一些可能带来事故或引起不安全操作的命令，如启动加工和进给保持等之前，用户会得到相应的提示信息，待用户确认后才执行，以确保设备和工件的安全。在NC程序的上下传之前，用户可对NC 程序进行编辑和保存。
工作站还利用Delphi提供的Paradox数据库对加工设备的信息进行管理。工作站控制器工作时所发出的每一个指令和接收到的每一个状态都会写入日志库，便于单元控制器对设备的开机时间、有效利用率等指标进行统计。工作站一共保存一周的工作日志。对于设备上的NC程序，工作站也将它们写入数据库，并随着相应的 NC程序操作而及时更新。NC程序库含有程序号和对应的机床号、产品代号、零部件代号、工序号、装入的日期时间等信息。数据 库中还有CNC报警和机床报警的报警 号及对应的报警原因和处理措施。所有 数据库中的以上信息，用户均可随时利用快速按钮方便地查看。
工作站与单元控制器是通过Ethernet相连。工作站既可独立运行对下层加工设备进行监控，也可与单元控制器联结起来，从单元控制器接收命令和程序。具体的通讯是通过Socket来完成的。工作站作为Socket的客户方而单元控制器作为服务器方。
本加工工作站控制器的操作系统是WindowsNT4．0，开发工具是Delphi3．0 C1ient／Server。
4 结束语
本加工工作站控制器已经投入实际运行。它具有NC程序管理、机床状态采集、远程控制机床、与单元控制器接口等功能，基本实现了FMS系统要求达到的对设备远程控制和信息集成的要求。它既能与单元控制器联结，作为整个FMS系统的一部分，也能作为独立运行的加工工作站级控制和管理。它提供友好的人机通信界面，详尽的提示信息 和完善的联机帮助系统，使用户能有效、方便地运行。
