基于CORBA的柔性制造系统模型的建立技术方案

本发明专利技术基于ＣＯＲＢＡ的柔性制造系统模型的建立是一种用于现代工厂中分布式控制系统模型建立的方法。ＣＯＲＢＡ作为一种中间软件，对运行在不同主机上的对象提供服务。该系统包含面向对象的ＦＭＳ模型建立、基于ＣＯＲＢＡ的面向对象ＦＭＳ的建模、各物理对象ＩＤＬ定义及ＣＯＲＢＡ实现的方法等方面。以ＡＧＶ小车和机床为例给出了物理对象的ＩＤＬ接口定义，服务器端通过定义类的接口然后建立实现类的一个实例，使实现类的对象访问客户端，并能处理从客户端到这些对象的操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术基于CORBA (Common Object request Broker Agent公共对象请求代理结构)的柔 性制造系统模型的建立是一种用于现代工厂中柔性制造系统模型建立的一种控制方法。 CORBA作为由运行在不同主机上的对象提供服务使用的一种中间软件，适用于面向对象的递 阶分布式控制系统的建模及控制。二
技术介绍
现代工厂中的柔性制造系统由异类的硬件、分布在不同种类平台上的软件(如操作站、 远程控制单元、编成控制器及智能设备)及通讯系统(如局域网等)组成。FMS的特点是能 够获得柔性自动生产，如有效的加工一些不同种类不同数量的零件。但是目前制造系统规模 增加及车间控制软件的复杂性使递阶控制系统失去了柔性。首先，因为在不同的单元控制器 之间频繁的控制信号交互，实时地处理基于车间层的状态信号非常困难。其次，改变车间层 结构或控制策略需要对设备控制器进行根本性的变动。控制系统协调全部车间层的各项活动， 应满足实时、分布和对象之间的协同等分布式网络化制造系统的技术要求。目前软件实现的 方法多是结构化编程或客户/服务器模式，其分布性难以实现，难以实现可扩展、可充配、可 适应的要求。代表分布式对象技术的CORBA(公共对象请求代理结构)规范，是解决问题的一 个有效途径。
技术实现思路
1、 专利技术目的本专利技术的目的是分析和构建基于CORBA的面向对象的递阶分布式控制系统进而在软件 中实现模型控制。2、 技术方案(1)面向对象的FMS模型从面向对象的观点，该软件的类可分为FMS物理实体类、FMS数据库类、和FMS 概念类。FMS物理实体类包括机床、物流、装卸单元等等。数据库类是与生产订单、工艺计 划、产品、数控数据等有关的信息。单元控制器则是一种概念类。继承了 "物理"类的"控 制器"类封装了一些公共方法如决策、监控及执行等一些共有的活动。换句话说，公共的 方法和通用的属性被设计成独立的类而成为"控制器"类。继承了单元控制器类的FMS物理类如图1所示。对于加工单元、物流单元、装卸单元及缓冲区单元，"数控机床"、"AGV小 车"、"机械手"及"存储缓冲"类分别从"单元控制器"类得到继承。(2) 基于CORBA的面向对象FMS的建模一个FMS系统是由很多完成自己制造任务的控制单元组成的，譬如装卸站单元、物流 单元和数控单元等，他们互相合作以完成生产任务。图2是一个递阶分布式FMS结构，它 给出了一个由三个层次控制器组成的集成模型车间控制器、单元控制器及设备控制器。车 间控制器层负责计划编制及从单元控制层接受信息然后发布基于生产计划的指令。单元控制 层执行从生产计划授予的指令然后发指令给底层设备单元。底层设备如数控机床、机械手、 AGV小车、缓冲区及装卸站都属于递阶结构中的底层设备层。这些设备的任务是执行由底层 设备单元控制层授予的和反馈给它们的指令，这些单元控制层发送的指令是由车间层下达给 每个单元控制层的指令。单元控制器能与车间控制器进行通讯，然后车间控制器将决定给合 适的单元执行指令，该指令将根据执行成本及几个子单元装载平衡来决定。另外，分配及监 控控制单元将监测指令的进程。在每一层次中，都有一个运行控制模块协调其所在层次所有 单元之间的运行，并唯一负责同上层运行控制模块联系；在控制层中的每个功能模块如车间 层的订单计划或者调度执行决定了在FMS运转过程的明确的功能范围。事实上，功能单元为 其它单元对象使用提供了连续的顺序。在同一层次的每个功能模块通过CORBA与其它模块 通讯，这就加强了系统的稳定性。这样的递阶分布式控制结构既可以支持整体系统的实现， 又能以功能单元的形式实现某一单项功能，从而具有控制任意层次上生产系统的可能。(3) IDL定义IDL的规格是由面向对象模型手动定义的。因为IDL仅仅用于定义CORBA对象的接口，所以它不需要进行编程。FMS中的IDL定义见以下指令表，以AGV小车和机床为例AGV小车对象的IDL规范〃AGV小车属性和操作方法的定义 interface trans{ 〃 members of transport classreadonly attribute short buffer; 〃Status of buffer for AGV(use right 6 bits) readonly attribute short position; 〃 Current status of AGV attribute short destinAddr; 〃 Task destination address for AGV attribute short transStopCode; 〃 operation's flag of functionsattribute boolean transStartFlagj void doorOpen();〃open the door of machine void fileTrans(in string ncProcID); 〃 transfer nc file to machine机床对象的IDL规范-interface machine{〃CNC number, can not modify directlyreadonly attribute string ncProcID;attribute short machStatus; 〃the status of machineattribute short doorStatus; 〃the status of machine's doorreadonly attribute boolean machStartFlag(readonly attribute boolean doorOpenFlag;readonly attribute boolean fileT認sFlagj〃 IDL operationsvoid machStartNoFileO;〃start the machine without file trans void machStartFile(instring ncProcID);void doorOpen();〃open the door of machinevoid fileTrans(in string ncProcID); 〃 transfer nc file to machine};(3) CORBA实现的方法 以"Machine"接口为例说明。接口定义包含属性和操作。属性对应物理对象对应的变量，操作对应客户调用的函数。"Machine"接口包含两个属性ncProcID and machStatus，每个属性只读；他还包括方法machStartFile(in string ncProcID)。 IDL编译后产生三个C+十文件Machine.hh包含在客户端和服务器中的头文件。MachineC.cpp编译并连接到客户端程序获得"Machine"对象的源程序。 MachineS.cpp编译并连接到服务器端的源程序，实现"Machine"对象的调用。 文件Machine.hh和MachineC.cpp定义客户端是用并获得对象"Machine"的本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术基于ＣＯＲＢＡ的柔性制造系统模型的建立是分析和构建基于ＣＯＲＢＡ的面向对象的递阶分布式控制系统进而在软件中实现模型的控制方法。它包含面向对象的ＦＭＳ模型建立、基于ＣＯＲＢＡ的面向对象ＦＭＳ的建模、本模型ＩＤＬ定义及ＣＯＲＢＡ实现的方法等方面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘全胜，孙晓艳，
申请(专利权)人：无锡职业技术学院，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]