学文网摘 要 首先分析上海无线电设备研究所机加车间对生产刀具使用的实际需求，然后针对Hanel立体货柜在HOST-COM工作模式下的运行模式提出基于货柜硬件实体和Oracle软件数据库的刀具管理系统构建方案并给出具体设计，重点讨论基于TCP网络协议的指令集封装及报文信息实时反馈技术，最后对系统进行效用分析以及总结。
关键词 刀具管理；Hanel立体货柜；Sliverlight
中***分类号：TG71 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）20-0024-02
随着数控技术的发展，数控刀具的种类和数量也随之增加。数控刀具的投入比例已经在制造业中逐渐占据了更为重要的地位。作为制造活动的重要辅助工具，数控刀具对加工中心生产率以及零件生产的精密性、正确性起着举足轻重的作用；另一方面，数控车间刀具数量巨大，其中的组件也相当复杂，刀具频繁地在刀具库和和机床以及机床与机床之间流动和交换，对企业而言是一种较昂贵的资源消耗。因而，寻求一种经济、高效和可靠的刀具管理方式是目前很多制造企业急需解决地问题。
1 现状及需求分析
作为一家典型的航天***工制造型企业，上海无线电设备研究所每年都有大量的金工自制零件制造需求。随着该单位加工制造规模的发展，传统的抽屉式货架存储以及以手工记账为主的刀具管理模式已不能满足上述发展需求。为此，该单位通过调研论证后购置了德国亨乃尔公司的立体货柜用以刀具的存放，下一步如何在该硬件基础上构建一个与之集成，能够对刀具从新入库到最终报废进行全生命周期管理的信息化系统成为了该所机加车间最迫切的需求。
2 Hanel立体货柜概述
上海无线电设备研究所购置的德国亨乃尔公司垂直升降型（Lean-Lift）立体货柜依靠其自身携带MP12控制器可以实现在多种模式下工作。在正常工作模式下，立体货柜只接收操作人员从机柜控制面板发出的指令进行货柜存储操作；而在HOST-COM扩展模式下，货柜主机可以接收联网客户终端通过TCP网络协议传输的指令进行相关的操作。这种模式非常适用于与其他软件系统进行系统集成。
3 刀具管理系统设计
3.1 系统总体框架
充分考虑上述对刀具在生命周期管理、业务流程管控以及数据信息共享等方面的需求，结合立体刀具货柜硬件的特点，刀具管理系统将采用目前较为成熟的基于关系型数据库的三层B/S（浏览器/服务器）结构进行构建。底层为数据库层，用于存放系统运行所需的各类系统配置参数以及业务数据信息。中间层为业务逻辑层，完成上层输入数据与底层数据库的交互工作同时还负责与立体货柜进行数据通信，该层使用成熟的微软.Net框架，缩短系统开发周期。上层为表现层，主要为客户端信息输入提供入口并向用户提供最终的数据界面展示，因此采用与中间层相适应的Sliverlight富客户端技术可以保证界面的可视化效果以及良好的人机交互体验。
3.2 系统网络拓扑
刀具管理系统的网络拓扑结构设计如下。客户端通过Web浏览器（HTTP）协议与应用服务器进行信息交互，完成各类业务操作如刀具新入库、刀具申请以及刀具信息统计查询。
***1 刀具管理系统网络拓扑***
3.3 系统业务操作流程
***2 刀具管理系统运行流程
Hanel立体货柜在整个刀具管理系统中扮演了刀具硬件仓库的角色，主要负责对刀具实体的硬件存放操作，而刀具数据库在刀具管理系统中则扮演刀具数据信息仓库的角色，主要负责对刀具参数、存放位置等逻辑信息的管理。因此后者维护的信息必须始终与前者保持一致才能保证整个系统的可靠运行。***2是对整个刀具管理基本业务流程的示意***。
3.4 系统功能结构
按照上述对刀具管理的需求分析以及对业务流程的梳理，刀具管理系统的主要功能模块将设计如下。
***3
在整个刀具领用处理的过程中有两个技术难点，以下将分别进行阐述。
3.4.1 对立体货柜的指令进行封装
Hanel立体货柜在HOST-COM模式下，可接收操作指令格式规范形如*Gxxxy：2301$U XR$zzz$macro=$PM1=$PM2=...$CRLF。不难看出，刀具管理系统应用程序每次向与立体货柜主机发送指令都需进行复杂的指令生成操作以及对反馈报文的解析操作，并且指令的可读性较差。因此在系统程序编写时必须将各类指令操作封装起来，便于系统在开发过程中的统一管理和调用。经过对指令封装后，软件编程更为简洁，系统代码更易于管理，并且具有良好的扩展性。
3.4.2 对立体货柜反馈报文进行实时处理。
按照传统的B/S结构软件开发模式，刀具管理员通过浏览器提交刀具处理指令后，无论采用异步或同步模式，都只能接收应用程序服务端的唯一一次响应。因此，在应用程序服务端与立体货柜进行指令通信过程中的出现的各种反馈信息或状态变化无法一一通知到浏览器用户这一端。考虑到在进行系统表现层开始时将使用微软Sliverlight富客户端技术。以上难题将迎刃而解，因为该技术通过开放特定TCP网络端口（4502-4534）在安全认证的基础上提供了基于Web的客户端与服务端之间相互即时通信的功能。如3.2节网络拓扑所示，在刀具管理员端与应用服务器端开放943（安全认证端口）及4530端口（通信端口），便能实现该端与服务端间面向连接的通信，从而能保证刀具管理员对货柜操作的实时掌控。
4 总结
本文根据上海无线电设备研究所机加车间对刀具管理的实际需求，从信息化系统设计的角度讨论了基于Hanel立体货柜的刀具管理系统构建。相较于传统的仅从数据管理层面或者仅依靠硬件自身仓储软件进行的刀具管理，本文提出的这种通过软件技术控制硬件的刀具管理系统在管控效果、操作效率等方面都更具优势，并在实际应用过程中也收到了良好的成效。
参考文献
[1]钟南星，陈伯健，李国喜，等.刀具立体库管理软件设计[J].工具技术，2005，39（2）：43-45.
[2]陈立海、数控车间刀具管理系统设计与实现[D].上海交通大学，2006.
[3]User Guide for the HOST-COM Program Version Microprocessor Control System MP 12N[Z].亨乃尔公司，2011.
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