开放性特征，我们利用其特有的OEM开发包进行开发，实现所需数据采集功能。
对于SIEMENS 840D数控系统，可利用其OEM软件的HMI Program Package开发包对数控系统进行二次开发，课题主要研究了通过嵌入式系统开发的方式对840D进行数据采集的方法；我们利用VB编程实现了数据采集嵌入式应用程序的开发，并将其嵌入到机床的840D系统中；通信程序有权限访问840D的NCDDE服务器并读取其内部机床加工状态数据，从而实现机床数据的内部获取；群控系统的系统服务器端具有通过C#开发的数据采集应用程序，可通过Socket连接实现其与840D机床内部嵌入式程序的数据交换，最终实现机床数据在群控系统端的采集并存储在数据库服务器中；西门子840D系统嵌入端数据通信原理及应用程序如图2和图3所示。
对于FANUC 16i系统，可利用其OEM软件的FOCAS开发包，通过调用其API通信函数指令访问FANUC系统的OPC服务器，利用以太网TCP/IP协议编程实现通信程序的开发，并将该程序集成在系统PC服务器的数据采集应用程序端，实现访问FANUC系统完成数据采集的工作。因此，开发的数据采集应用程序实现了SIEMENS 840D和FANUC 16i系统的异构机床数据采集功能。FOCAS提供的部分API机床数据通信指令如表1所列。
数据采集系统除应用于异构机床的数据采集外，系统还具有单独的网页客户端，数据采集系统的网页客户端如图5所示。网页客户端是系统上层管理端的主要部分，除可实时监控各机床加工状态外，还可应用于各机床的数据管理、利用率统计等，图6所示为某机床的实时状态监控界面。通过试用证明该系统运行稳定可靠，满足所需的实时性与准确性要求。
3 异构数控机床群控系统的误差分析功能
实现了群控系统的数据采集功能，我们可以利用其数据进行相应的工艺误差分析，误差分析的目的是利用机床加工状态数据分析其加工工艺误差，通过分析机加工数据与误差之间的关系，最终达到提高工艺质量的目的；由于传统测量方式存在缺陷如：需来回搬运待检零部件、零件二次装夹误差、检测可能对零件造成的损害等，而本文采用的分析方案可进行误差的在线检测，不存在上述问题，因此具有重要的研究意义。进行误差分析需满足两点要求：数据获取的实时性与机床数据的准确性；由于研究的群控系统采用以太网数据传输，数据延时误差为毫秒级，因此完全满足数据获取实时性的要求，而通过群控系统采集的相关加工数据精度为亚微米级，因此也满足机床数据的准确性要求。本文研究的工艺误差分析采用最小二乘法原理，由于采用最小二乘法可使计算的工艺误差数据与误差真实值间差值的平方和最小，因此能最准确地计算出所需的工艺误差值，故采用此方法。
工艺误差分析模块采用VB编程实现，通过在VB内引入数学计算COM组件：MatrixVB，利用VB与Matlab混合编程方式，实现了平面度误差分析控制算法的程序开发。该工艺误差分析模块具有很好的开放性，可很好地集成在数据采集系统中，主要应用于数控机床加工中的误差分析计算、评估加工工艺质量，并对研究机床加工数据与工艺质量间的关系有重大意义；通过程序试运行，该系统模块运行稳定，响应迅速，能较好地满足误差分析所需的精度与实时性要求。
4 结 语
本文研究开发了异构数控机床群控系统，实现了SIEMENS 840D和FANUC 16i系统机床的数据采集功能，克服了传统系统无法进行异构数控机床群控的缺点。通过研究工艺误差算法并利用最小二乘理论，实现了群控系统的误差分析功能。实验证明该系统运行稳定可靠，为实际企业车间进行异构机床的群控和工艺分析提供了行之有效的方法。
参考文献
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