摘要：为提高制造企业对市场动态变化的响应能力，对新一代网络化智能寻位制造系统进行了研究，给出了系统的总体结构以及网络通讯和控制的硬件方案，并介绍了网络通讯和控制的软件设计。所开发的系统已成功用于多种实际零件的加工，取得了良好效果。

    关键词：现场总线 CAN总线 智能寻位 制造系统

随着市场竞争的日益激烈，产品更新换代的步伐不断加快。如何对动态变化、难以预测的市场需求作出快速响应，高效实现多品种小批量产品的快速敏捷化生产，成为了制造领域一个具有普遍意义和相当难度的重要研究课题。

智能寻位加工技术和系统为解决上述问题开辟了新的途径，因此成为造成自动化领域研究的热点技术之一。近年来，我们在国家自然科学基金委员会和国家863计划的支持下，在此领域开展了深入系统的应用基础研究[1～4]，取得了较大进展。本文将介绍在网络化智能寻位制造系统研究开发方面所取得的部分研究结果。

1 智能寻位制造系统的组成

网络化智能寻位制造系统的概念是将智能寻位、工艺规划、加工信息生成、加工设备控制等分布于制造系统中不同物理位置的独立单元，借助实时控制网络集成为一有机整体，从而实现单元间高速信息交换，并通过管理计算机中的动态调度软件，协调整个系统的高效运行。据此思路构成的网络化智能寻位制造系统的总体结构如图1所示。

该系统接到新加工任务后，无需象常规制造系统那样花很多时间为被加工零件准备精密夹具，只需根据零件设计信息、加工工艺要求及毛坯信息，便可在调度子系统控制下，起动系统开始加工。具体运行过程为：

装卸站操作人员根据调度指令用通用紧固夹持元件将工件固定于托盘上，并将工件/托盘复合体送往工件寻位工作站。工件寻位工作站以智能化方法主动获取工件表面宏观及微观信息，实时求解出工作的实际状态，并通过现场总线将工件实际状态信息送往刀具路径实时生成工作站。刀具路径实时生成工作站将根据设计信息、工艺信息和被加工零件的实际状态信息，通过实时规划生成被加工零件的实际状态信息，通过实时规划生成被加工零件本次入栈在各个机床上加工的刀具运行略径文件，并通过现场总线将刀具路径文件送往相应的机床控制系统（一般新型位姿自适应数控系统），使其作好准备。一旦工件由物流系统送达该机库，即可进行加工。工件本次入线的所有工序完成后，由物流将其送往出口装卸站，由操作人员工件从托盘上卸下，然后托盘则回到系统入口处，准备装载新的工件。

在这一由现场总线网络构成的集成环境下，工件寻位与加工操作可并行进行。例如，有若干人个工件P1、P2、P3…进入系统进行加工，则加工中心在对先进入系统的工件（如P1）进行加工时，信息获取工作上可同时对后续进入系统的工件（如P2）进行寻位处理。而此时装卸站还可将新工件（如P3）装上托盘准备送入系统，所有这些操作完全是并行进行的。在调度系统控制下，系统将有条不紊地高效工作。

    从智能寻位制造的特征可以看到，这一新的系统可以有效地克服基于“定位-加工”模式的传统制造系统由于依赖精密夹具而产生的准备周期长、切换速度慢、灵活性与快速响应差等弊端，从而为提高企业底层制造过程对市场动态变化的响应能力开辟一条新的途径。

2 智能寻位制造系统的支撑子系统-现场总线网络系统

    摘要：为提高制造企业对市场动态变化的响应能力，对新一代网络化智能寻位制造系统进行了研究，给出了系统的总体结构以及网络通讯和控制的硬件方案，并介绍了网络通讯和控制的软件设计。所开发的系统已成功用于多种实际零件的加工，取得了良好效果。

    关键词：现场总线 CAN总线 智能寻位 制造系统

随着市场竞争的日益激烈，产品更新换代的步伐不断加快。如何对动态变化、难以预测的市场需求作出快速响应，高效实现多品种小批量产品的快速敏捷化生产，成为了制造领域一个具有普遍意义和相当难度的重要研究课题。

智能寻位加工技术和系统为解决上述问题开辟了新的途径，因此成为造成自动化领域研究的热点技术之一。近年来，我们在国家自然科学基金委员会和国家863计划的支持下，在此领域开展了深入系统的应用基础研究[1～4]，取得了较大进展。本文将介绍在网络化智能寻位制造系统研究开发方面所取得的部分研究结果。

1 智能寻位制造系统的组成

网络化智能寻位制造系统的概念是将智能寻位、工艺规划、加工信息生成、加工设备控制等分布于制造系统中不同物理位置的独立单元，借助实时控制网络集成为一有机整体，从而实现单元间高速信息交换，并通过管理计算机中的动态调度软件，协调整个系统的高效运行。据此思路构成的网络化智能寻位制造系统的总体结构如图1所示。

该系统接到新加工任务后，无需象常规制造系统那样花很多时间为被加工零件准备精密夹具，只需根据零件设计信息、加工工艺要求及毛坯信息，便可在调度子系统控制下，起动系统开始加工。具体运行过程为：

装卸站操作人员根据调度指令用通用紧固夹持元件将工件固定于托盘上，并将工件/托盘复合体送往工件寻位工作站。工件寻位工作站以智能化方法主动获取工件表面宏观及微观信息，实时求解出工作的实际状态，并通过现场总线将工件实际状态信息送往刀具路径实时生成工作站。刀具路径实时生成工作站将根据设计信息、工艺信息和被加工零件的实际状态信息，通过实时规划生成被加工零件的实际状态信息，通过实时规划生成被加工零件本次入栈在各个机床上加工的刀具运行略径文件，并通过现场总线将刀具路径文件送往相应的机床控制系统（一般新型位姿自适应数控系统），使其作好准备。一旦工件由物流系统送达该机库，即可进行加工。工件本次入线的所有工序完成后，由物流将其送往出口装卸站，由操作人员工件从托盘上卸下，然后托盘则回到系统入口处，准备装载新的工件。

在这一由现场总线网络构成的集成环境下，工件寻位与加工操作可并行进行。例如，有若干人个工件P1、P2、P3…进入系统进行加工，则加工中心在对先进入系统的工件（如P1）进行加工时，信息获取工作上可同时对后续进入系统的工件（如P2）进行寻位处理。而此时装卸站还可将新工件（如P3）装上托盘准备送入系统，所有这些操作完全是并行进行的。在调度系统控制下，系统将有条不紊地高效工作。

    从智能寻位制造的特征可以看到，这一新的系统可以有效地克服基于“定位-加工”模式的传统制造系统由于依赖精密夹具而产生的准备周期长、切换速度慢、灵活性与快速响应差等弊端，从而为提高企业底层制造过程对市场动态变化的响应能力开辟一条新的途径。

2 智能寻位制造系统的支撑子系统-现场总线网络系统