2.1 网络控制系统原理

网络控制系统软件运行在客户机上，客户机通过Intranet/Internet和服务器连接。机床的数控系统在服务器中运行，首先启动服务器的本机数控系统，进行初始设置后，进入网络控制状态，打开侦听套节字，等待客户机的连接请求，待收到客户机的连接请求后，对联机信息进行验证，如果符合联机条件，则和客户机建立连接，双方可以互相发送和接收信息或指令。服务器的数控系统在网络控制状态下可以利用摄像头实时采集机床加工状态图像和参数，将图像以位图格式保存并定时发送到客户机显示加工状态，将状态参数实时发送到客户机；服务器和客户机之间也可以通过超级语音或网络对讲机进行语音交流。在客户机的远程控制系统软件中可以编辑数控加工代码，然后将数控代码传递到服务器中，并下载到PMAC 上等待控制指令。从客户机向服务器发送机床加工控制指令，控制机床运转，同时接收服务器发送的信息，动态监视机床加工情况。通过远程控制程序，客户机还可在线修改机床加工参数，并能调试机床。

2.2 网络控制系统硬件结构

本文设计了一套NC嵌入PC 型的开放式数控系统。系统的控制轴数为3轴，联动轴数为2轴，本系统以工业PC作为主机，CNC的内核采用美国DELTATAU公司推出PMAC-LITE型可编程多轴运动控制器，PC 上的CPU与PMAC卡的CPU构成主从式双微处理器结构，两个CPU各自实现相应的功能，其中PMAC完成插补运算、位置控制、刀补、速度处理以及PLC等实时控制；PC则通过调用Pcomm32包函数库里的相应功能函数，实现数控系统的基本功能。为了实现PMAC多轴运动控制的功能，还需在PMAC板上扩展相应的I/O板、伺服驱动单元、伺服电机、编码器等，最终形成一个完整的控制系统。网络系统采用"服务器+ 客户机"方式，数控系统运行在服务器上，网络控制软件运行在客户机上，服务器和客户机通过网卡和通信电缆连接在Intranet/ Internet 上，数控机床上安装CCD 摄像头，用来监视机床加工情况，并通过图像采集卡，将机床的运转情况实时采集保存；服务器和客户机PC上均设置语音功能，以便二者通过对话能更好的交流。该系统硬件结构如图3 所示。

2.3 网络控制系统软件设计

友好的人机界面对于任何控制系统是不可缺少的。本系统界面设计采用Windows 编程中的分隔视技术，将数控系统人机界面分成二个子窗口。左边的窗口为图像显示窗口，实现机床加工过程的图像监视；右边的窗口为网络控制窗口，实现网络联机与断开、加工代码编辑及发送、机床加工状态参数显示、机床在线网络调试等功能。

软件设计的关键是数据的网络传递，为了保证数据及时传递，在软件设计中采用了多线程技术，专门建立一个线程对采集的机床数据进行网络传递。该系统的流程图如图4 所示。数控代码在客户机上编辑好之后，可以一次性传递给服务器，服务器将数控代码保存到内存中，然后在编译执行数控代码。控制指令的传递可以随时从客户机传递到服务器，服务器接到指令后立即执行。对于机床加工图像和状态参数的传递则要复杂一些。在服务器上，数控系统通过CCD摄像头实时采集加工图像，利用定时器在每一个周期内将图像保存为位图文件，然后将位图文件通过网络传递到客户机上，客户机在接收完每一个位图文件后，用定时器在每一个周期在图像显示窗口进行刷新显示，使加工图像保持连续性。同时服务器上的数控系统实时采集机床状态参数，利用定时器每一个周期将以一定格式的数据传递到客户机，客户机对数据进行接收后分析，再用定时器在一个周期内对状态参数进行更新显示。

为了避免位图数据和参数数据在传递时的混乱现象，在服务器端采用中断方法，在传递图像数据时中断参数数据的传递，等图像数据传递完之后再传递参数数据，这样就很好的解决了在数据传递过程中的占用通道的矛盾问题。软件在运行过程中图像显示和参数更新会存在一定的滞后性，这与网络传递的速度以及数据量的大小有一定关系。