基于Java技术的可重构数控服务系统研究.pdf

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1、武汉理工大学硕士学位论文基于Java技术的可重构数控服务系统研究姓名：王明朝申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：周祖德20090501武汉理工大学硕士学位论文摘要随着网络技术和先进制造技术的飞速发展，作为制造单元中的重要组成部分的数控服务系统也在发生着深刻的变革。在信息技术和计算机网络技术迅速发展的今天，传统的组织结构相对固定，制造资源相对集中，以面向产品为特征的制造模式已与之不相适应。基于W e b 的数控服务系统对基于网络的开放式数控加工提供远程支持技术，实现对数控程序进行统一管理和共享。利用W e b 模式设计的数控服务系统可以真正做到完全分布式和开放式，W e b 是实现w

2、 w w 的基本框架，是高度模块化和完全分布式。对于现代数控机床的控制来说，需要一种完全以微机为基础的、和谐的、标准化的软件环境，从而能够根据用户需要实现复杂的控制功能，在缩短加工时间的同时，提高加工质量和柔性。本文首先分析了数控系统的研究现状和发展方向，通过对基于J a v a 技术的数控服务系统的研究，提出了B S 结构和M V C 设计模式，分析了基于J a v a 技术的数控服务系统所应具备的功能及系统的工作流程，运用J a v a 技术实现了对机床控制的业务逻辑，机床加工信息的实时显示以及可重构技术。数控服务系统从功能上可分为六个部分：用户管理模块，日志审计模块，机床操作处理模块，加

3、工状态显示模块，加工代码输入和编译模块，通信模块。用户管理模块，日志审计模块的实现，是系统使用数据库系统管理数控服务系统的用户信息和日志信息，机床操作处理模块和加工代码输入编译模块的实现，是系统使用j a v a 编写接口实现机床的手动操作和自动加工，加工状态显示模块和通信模块的实现，是系统提供j a v a 接口以供其他模块调用。在技术上，本文运用j a v a 技术对数控服务系统实现了可重构。随着需求的变更，该系统基于可配置，可装载的特性，能通过改变组件和配置属性来对系统进行更新换代。经测试，本文实现的数控服务系统人机界面友好，操作人性化，实现了用户利用基于W e b 的数控服务系统对数控

4、机床的远程控制。数控服务系统具有良好的可扩展性，为后续版本的开发打下了很好的基础。关键词：数控服务系统；浏览器服务器；网络；数据库；可重构A b s t r a c tW i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fn e t w o r kt e c h n o l o g ya n da d v a n c e dm a n u f a c t u r i n gt e c h n o l o g y,T h ec h a n g e so fN CS e r v i c eS y s t e mw h i c hi st h ei m p o r

5、 t a n tc o m p o n e n to fm a n u f a c t u r i n gc e l la r ea l s ot a k i n gp l a c e T o d a yw h e ni n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n dc o m p u t e rn e t w o r kt e c h n o l o g yd e v e l o ps w i f t l y,t r a d i t i o n a lo r g a n i z a t i o n a ls t r u c t u r ea r er

6、e l a t i v e l yf i x e d,m a n u f a c t u r i n gr e s o u r c ea r er e l a t i v e l yc o n c e n t r a t e d，m a n u f a c t u r i n gf e a t u r e db yp r o d u c t-o r i e n t e dh a v en o tb e e na d a p t e dt oi t W e b b a s e dN Cs e r v i c es y s t e mi sm a i n l yt op r o v i d eW

7、e b b a s e do p e nN Cp r o c e s s i n g、树t hr e m o t es u p p o r t i n gt e c h n o l o g y,r e a l i z i n gu n i f i e dm a n a g e m e n ta n ds h a r ef o rN Cp r o g r a m s N Cs e r v i c es y s t e md e s i g n e dw i t l lW e bm o d eC a na c h i e v et h eg o a lo fb e i n gc o m p l e

8、 t e l yd i s t r i b u t e da n do p e n W e bi st h eb a s i cf r a m eo fr e a l i z i n gW W Wa n dh i g h l ym o d u l a r i z e da n dc o m p l e t e l yo p e n。I nt e r m so ft h ec o n t r o lo fm o d e r nN Cm a c h i n e，i t Sq u i t es i g n i f i c a n tt os e tu pac o m p u t e r-b a s

9、e dh a r m o n i o u sa n ds t a n d a r ds o f t w a r ee n v i r o n m e n t，S Oa st op e r f o r mc o m p l e xc o n t r o lf u n c t i o n si na c c o r d a n c ew i t hc u s t o m e r s n e e d，i m p r o v ep r o c e s s i n gq u a l i t ya n df l e x i b i l i t yw h i l er e d u c i n gp r o

10、c e s s i n gt i m e T h i sp a p e rf i r s ta n a l y s e st h ec R r r e n tr e s e a r c hs i t u a t i o na n dd e v e l o p m e n td i r e c t i o n，a n dt h e na c c o r d i n gt or e s e a r c ho fN Cs e r v i c es y s t e mb a s e do nJ A V At e c h n o l o g y,p u t sf o r w a r dB Ss t r

11、u c t u r ea n dM V Cd e s i g np a t t e r n，a n a l y s e st h ef u n c t i o n st h a tN Cs e r v i c es y s t e mb a s e do nJ a v at e c h n o l o g ys h o u l dp o s s e s sa n dw o r k f l o wo ft h es y s t e m，u s e sJ a v at e c h n o l o g yt or e a l i z et h eb u s i n e s sl o g i c so

12、 fm a c h i n ec o n t r o l、r e a l t i m ed i s p l a yo fm a c h i n ep r o c e s s i n gi n f o r m a t i o na n dr e c o n f i g u r a t i o nt e c h n o l o g y F r o mt h ep e r s p e c t i v eo ff u n c t i o n，N Cs e r v i c es y s t e mc o n t a i n ss i xp a r t s：u s e rm a n a g e m e n

13、 tm o d u l e，l o gi n s p e c t i o nm o d u l e，m a c h i n eo p e r a t i o np r o c e s s i n gm o d u l e，p r o c e s s i n gs t a t u sd i s p l a ym o d u l e，p r o c e s s i n gc o d ei n p u ta n dc o m p i l a t i o nm o d u l e，c o m m u n i c a t i o nm o d u l e T h er e a l i z a t i o

14、 no fu s e rm a n a g e m e n tm o d u l ea n dl o gi n s p e c t i o nm o d u l ei st h a tN Cs y s t e mu s ed a t a b a s et om a n a g eu s e ri n f o r m a t i o na n dl o gi n f o r m a t i o n T h er e a l i z a t i o no fm a c h i n em a n i p u l a t i o np r o c e s s i n gm o d u l ea n d

15、p r o c e s s i n gc o d ei n p u ta n dc o m p i l a t i o nm o d u l ei st h a tN Cs y s t e mu s eJ a v ai n t e r f a c e st Or e a l i z em a n u a lp r o c e s s i n ga n da u t o m a t i cp r o c e s s i n go fm a c h i n e T h er e a l i z a t i o no fp r o c e s s i n gs t a t u sd i s p l

16、a ym o d u l ea n dc o m m u n i c a t i o nm o d u l ei st h a tN Cs y s t e mp r o v i d e sJ a v ai n t e r f a c e sS Ot h a to t h e rm o d u l e sC a ni n v o k et h e m F r o mt h ep e r s p e c t i v eo ft e c h n o l o g y,t h i sp a p e ru s e sJ a v at e c h n o l o g yt or e a l i z er e

17、 c o n f i g u r a t i o no fN Cs e r v i c es y s t e m W i t ht h ec h a n g eo fr e q u i r e m e n t，t h i ss y s t e mc a nb eu p d a t e de a s i l yb yc h a n g i n gc o m p o n e n t sa n dc o n f i g u r a t i o np r o p e r t i e sb a s e do nt h ec h a r a c t e r i s t i co fb e i n gc o

18、 n f i g u r a b l ea n dl o a d e d A f t e rt e s t i n g，N CS e r v i c eS y s t e mc a nb ec o n s i d e r e dh u m a n-m a c h i n ei n t e r f a c ef r i e n d l y,a n dm a c h i n em a n i p u l a t i o nh u m a n i z e d，a n di tr e a l i z e sr e m o t ec o n t r o lo fN Cm a c h i n eb a s

19、 e dO l lW e b N Cs e r v i c es y s t e mp o s s e s s e se x c e l l e n te x t e n s i b i l i t ya n dh a sl a i dag o o df o u n d a t i o nf o rf R r t h e rd e v e l o p m e n t K e yw o r d s：N CS e r v i c eS y s t e m；B r o w s e r S e r v e r；N e t w o r k；D a t a b a s e；R e c o n f i g

20、u r a b l eI I I独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：!雌日期：丝孥：兰二兰笪学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据

21、库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后应遵守此规定)研究生c 签名，：五嵋葺t 导师c 签名，渺武汉理工大学硕士学位论文第1 章绪论从第一台数控机床在1 9 5 2 年芝加哥机床博览会面世以来，数控技术发展已有5 0 余年的历史，从7 0 年代开始，两微技术(微处理器，微处理机)的出现，推动了硬件数控向计算机数控迈进。数控技术就是用数字量及字符发出指令并实现控制的技术。C N C 装置习惯上又称软件数控，它的大多数或全部数控功能是通过软件来实现的，

22、为得到某一具体的数控功能通常采用开发软件的工作，编制出一定的程序，将其存储于存储器中，就可执行。数控功能的修改。变更也可采用重新编写软件程序来达到【l。3 1。计算机数控(C N C)系统是当今先进制造技术的重要组成部分。然而，市场上组成C N C 系统的硬件模块和软件结构绝大多数是专用的、互不兼容的，系统各模块间的交互方式、通信机制也各不相同，这就造成了不同厂家控制系统的相对独立、彼此封闭。数控系统的这一现状已不能适应当今制造业市场变化与竞争，也不能满足现代制造业向信息化、敏捷制造模式发展的需要【4 吲。随着信息时代的来临，各行各业的发展将不能紧紧局限在本行业的技术发展，而是多学科、多行业的

23、交叉和融合。数控技术作为现代制造系统的关键技术，集微电子、计算机、信息通信、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体【7，8】。网络化数控装备是近两年国际著名机床展览会的一个新亮点。随着计算机技术、网络技术日益普遍运用，数控机床走向网络化、集成化已成为必然的趋势，互联网进入制造工厂的车间也只是个时间的问题了【9，1 0 1。1 1 本课题研究的背景和意义1 1 1 本课题的来源本课题来源于国家自然科学基金重点项目：基于资源的网络数字控制新理论及关键技术研究(5 0 6 7 516 6)。武汉理工大学硕士学位论文1 1 2 本课题研究的目的和意义开放式、网络化、可重构技术是数控技术未来的发展

24、方向。我国数控技术还相对落后，基本上不能为用户提供二次开发环境如何通过自主技术创新来赶超数控先进技术，为用户提供更好的数控产品，是数控产品生产企业面临的难题和困惑之一。本文提出的方案，正是为适应数控技术发展和用户日益增长的需求而做出的探索和尝试。基于i a v a 的W e b 模式来设计数控系统可以真正做到完全分布式和开放式，W 曲是实现W W w(W o r l dW i d eW e b)的基本框架，是高度模块化和完全分布式。只要使用浏览器并与I n t e m e t 连接都可以使用这种应用程序。本课题正是顺应制造信息化发展而提出来的，有相当的学术价值和应用价值。开放式数控服务系统研究

25、是我国数字制造信息道路上的一个基础性课题，对促进制造系统和企业组织结构的优化运行和全球制造有重要的理论意义和实用价值。1 2 国内外开放式数控服务系统的研究现状1 2 1 国外研究现状目前，国际上与开放式数控研究相关的报导不少，最有代表性的仍是美国的N G C 和O M A C 计划、欧盟的O S A C A 计划以及日本的O S E C 计划，这三个计划的发展基本上反映了国外开放性数控的发展现状。在以上几个开放式数控系统研究计划的基础上，许多公司还推出了一些开放式数控系统产品：S i e m e n sA G 在8 4 0 D 数控系统中采用了开放式结构：利用双P C 来完成人机接口和实时控

26、制工作，人机接口采用基于W i n d o w s 的图形接口，实时控制则采用R I S C 或P C和实时控制内核来完成。在同一系统中提供了各种结构机床的控制算法和C+开发工具，用户可以根据需要来选择或自行开发控制算法。美国的D e l t aT a u 公司提供了单台P C 的解决方案和系统的插补运算、伺服控制以及P L C 控制等实时控制功能，在一般的单台数控机床和机器人的控制上取得了较好的效果。日本F A N U C 新推出的高性能3 0 iM O D E L A 型数控系统，其软件可配合控制4 0 轴，2 4 轴联动控制，同时执行1 0 个不同的C N C 程序，是世界上单个C N

27、C 控制器可控轴数之最。为了加快N C 机床的应用和开发速度，应用计算机仿真技术，对数控加工过2武汉理工大学硕士学位论文程进行编程，还可应用虚拟仿真技术对刀具的防碰撞、工件几何结构和运动性能等实现检验，以此取代实物加工，降低生产成本，缩短N C 编程周期。S i e m e n s开发的“虚拟C N C”技术，可实现加工过程的可视化仿真演示，使西门子C N C 系统具有用户界面图形化(H M I)、用户化定制和补充(N C K)、P L C、硬件配置(包括操作站、键盘、I O 等)、可联网的开放性结构和功能。在虚拟C N C 系统中，可对加工的工件在计算机上实现模拟加工，并修正加工的N C 程

28、序，以保证实际加工工件的精度和质量【1 1。13 1。1 2 2 国内研究现状随着国际学术界对开放式数控系统研究的日益推进，我国的相关研究也越来越受到重视。经过多年的技术攻关，已经有一批产品和成果涌现出来。其中，北京机床所的中华系列、沈阳计算所的蓝天系列等是将原有的系统移植到P C 平台上：武汉华中数控股份有限公司推出的华中I 型数控系统，是利用P C 平台通过串行总线和自行开发的数字交流伺服系统开发的。近期，武汉华中数控系统股份公司和北京航空航天大学等单位共同开发了一种网络化的开放式数控系统，该系统采用了基于工业P c 的开放式体系结构统一硬件平台，在L i n u x、D O S、W i

29、n d o w s 三种不同的操作系统平台上，分别开发了网络化、开放式数控系统软件平台，实现了跨平台的数控软件操作，控制轴数为6 轴、联动轴数为5 轴，能实现任意曲面插补功能和自动加减速控制，技术性能指标达到了当代国际先进水平 1 4-1 s 1。1 2 3 存在的问题数控技术的发展进入到了普及和应用的成熟期，传统的数控系统也变得越来越复杂，其自身的缺陷又限制了它的应用，因为传统的数控系统都是基于缺乏灵活性的、专有设计的基础上完成的，它具有不同的编程语言、非标准的人机接口、多种实时操作系统，是一种没有共同性和标准接口的封闭式系统，没有一个强有力的体系结构给以支撑【l 引。基于上述情况，从9 0

30、 年代开始，有些发达国家针对C N C 所面临的问题和开放式数控发展的必然趋势，以设计生产开放式数控系统为目标，基于这个开放式控制系统，有下面几个方面的问题需要解决：开放结构控制器系统的标准和平台软件；基于开放结构控制器平台的高性能应用系统；全数字式高精度伺服控武汉理工大学硕士学位论文制器。建立开放结构控制器平台标准规范，在其基础上开发自主版权的开放结构控制器软件平台盼2 0 1。我国数控系统从总体上说与国外相比仍有较大的差距，很大程度上是由于原有数控系统的封闭性及国内软硬件的基础薄弱，限制了数控系统的发展。目前主要存在的问题如下：1)操作系统基本上是基于D O S 平台的，应尽快向W i n

31、 d O W S 或L i n u x 平台发展；2)信息技术含量低，不便实现与C A D、C A E、C A M、C I M S 等软件的集成；3)界面不够直观，操作不够简便；4)个别先进，整体落后，数控机床的使用仍没有广泛的普及；5)尚无一个统一的开放式体系结构及其界面和协议；6)数控基本控制模块的稳定性、可靠性、适应性、开放性方面尚不如人意，数控模块之间的接1 2 缺乏统一标准【2 1，2 2 1。1 3 本文的主要研究工作1 3 1 研究开发目标及研究内容本文的目标是研究基于j a v a 的w e b 控制面板实现可重构数控服务系统。其主要研究内容包括：对系统的功能性做需求分析，针对

32、需求设计系统的开发模式和架构，j a v a 技术对机床控制的业务逻辑实现，可重构技术对数控系统的实现，数据库的使用。1 3 2 研究方法和技术路线研究方法：通过研究，首先提出可重构数控系统软件设计方案，包括框架分析和模型设计以及使用的类和接口；再根据设计方案实现系统的图形用户接口及业务逻辑处理；最后对整个数控服务系统进行功能测试。技术路线：本文运用j a v a 语言编写代码，以e c l i p s e 为开发环境，以a p a c h et o m c a t 作w e b 服务器，使用S t r u t s 结构为代码的基本框架，以M i c r o s o f tS Q LS e r

33、 v e r 2 0 0 0 作为后台数据库。武汉理工大学硕士学位论文第2 章数控服务系统的设计2 1 总体结构该数控服务系统是在基于嵌入式机床的项目之上，对具有开放式的网络化数控做的进一步研究。结构图如图2 1 所示 2 3-2 6】。v“，一、l：j|萋j卜叫S P 瞄斟帅陶号机l 浏览器藤麟、数据库巍麓一一一、啄。V j j 鸳，vrj，。i+。j 糍慧JI闫H 乜帻,q-I譬=tj，一襽维黔。例服兰要号机浏览器级i。口S P 差补遴控服务器j；装积群D P獯一，+，薹鬻磐；一孑。i 薹荔。7；2 功能描述2-1控服务系统总体框架图个数控服务系统主要由用户管理、日志审计、机床操作处理、加

34、工状态显、加工代码输入、加工代码编译、以及通信功能组成。功能图如图2 2 所示【2 刀。武汉理工大学硕士学位论文图2 2 数控服务系统功能描述图数控服务系统的功能主要有以下几个方面：(1)用户管理，实现用户的登录、注册、查询、删除和修改功能。数控服务系统的用户分为普通用户和高级用户，普通用户只能对数控服务系统进行基本操作，不能对用户管理模块进行删除和修改操作，也不能对日志审计模块进行删除操作，而高级用户除了基本操作外，还可以实现上述操作。(2)日志审计，管理用户的日志，如用户在何时登录过系统，对该系统进行过哪些操作，日志审计功能记录用户名，登录时间，以及操作事件。用户可以查看日志，也可以对日志

35、进行删除操作。6武汉理工大学硕士学位论文(3)机床操作处理，用户通过操作页面的机床操作控制面板，实现对机床的操作控制，包括选择要操作的机床号，以及机床的速度修调，加工代码的运行控制，主轴控制，连续、单步执行，各轴点动，各轴归零，停止，座标显示以及操作完毕释放机床控制权等。(4)加工状态显示，机床状态信息显示包括机床刀具运行座标的显示，机床状态的查询显示和操作记录的显示等。一(5)加工代码输入，包括人工输入和载入输入，人工输入是用户直接从键盘向w e b 页面代码文本框中输入加工代码，载入输入是直接从服务器上把代码文件载入到w e b 页面代码文本框。(6)加工代码编译，包括加工代码的格式检查和

36、编译。(7)通信，包括服务器向D S P 机床发送指令，以及服务器接收D S P 机床的显示信息。发送指令包括机床控制指令，如主轴控制、坐标轴移动、速度修调，运行、暂停、停止、继续等。传输层的通信协议采用U D P 协议。2 3 运行环境数控服务系统的开发使用环境见表2 1。表2 1数控服务系统的运行环境表溪戮纛熬，霾蘸纂獭缵壅鏊豢孳臻囊鬈鬟囊囊簇豢慧蒸黧霾鹾囊霉i 凌篷lW e b 服务器a p a c h e t o m c a t-6 0 132数据库S Q LS e r v e r2 0 0 03操作系统W m d o w sX P4开发环境E c l i p s e3 3 05开发环

37、境M y E c l i p s e 6 02 4 体系结构设计2 4 1 重构技术概述(1)重构技术的概念可重构制造系统的提出和系统研究始于上个世纪9 0 年代，受到了学术界、7武汉理工大学硕士学位论文政府和工业界的重视和大力支持。重构(r e f a c t o r)就是在不改变软件现有功能的基础上，通过调整程序代码改善软件的质量、性能，使其程序的设计模式和架构更趋合理，提高软件的扩展性和维护性。(2)可重构系统的概念就目前来说，可重构系统的历史很短，其标准形式还没有形成。现有的各种可重构系统，无论是从重构单元的粒度、重构方式、系统结构等等都有极大的不同。从系统的组成方式上来说，重构系统有

38、硬件重构系统和软件重构系统。本文主要讲述软件系统的重构，它的可重构性表现在，它的功能和代码结构能根据用户请求的不同而自动调整代码结构，随着需求的变更，该系统基于可配置，可装载的特性，能通过改变组件和配置属性来对系统进行更新换代，不必修改源代码，减少了后期对系统维护的成本和难度【2 粥0】。2 4 2 逻辑层次和系统结构数控服务系统功能的逻辑层次如图2 3 所示【3 1。3 1。系统界面功能模块调用层功能模块层通信模块层数据管理层图2 3 数控服务系统的功能逻辑层次结构图服务器分层模型是按逻辑组合功能来分层的，上一层是建立在下一层的基础上，较高层向较低层提供服务请求，而较低层为较高层提供服务。最

39、上面的一层是数控服务系统的功能界面层，负责接收用户的需求命令，如用户登录命令、机床操作处理命令、加工代码命令等，并且根据需求显示相关的数据，如D S P 机床信息、浏览器端状态信息等；功能模块调用层执行功能界面传达的命令，根据命令调用相应的功能模块，从而达到用户的功能需求，功能模块调用层只负责模块之间的调度；功能模块层负责实现具体功能，是一系列的类，把功能单元封装好，供功能模块调用层直接调用；通信层主要处理服务器与数控8武汉理工大学硕士学位论文机床之间的通信；数据管理层则用来存储管理系统的信息数据。各逻辑层之间的相互关系如图2-4 所示。图2 4 数控服务系统结构图9武汉理工大学硕士学位论文各

40、功能模块的作用见表2 2。表2 2 数控服务系统功能模块说明表r 一7，。一一一j j；，：、0：oj 佶。、1、丽，。誓：+?鬈?麓：、，逻辑分层_瞄。：一。?1+。j t o 一。用户与数控服务系统交互的接口，通过系统界面，用户可以向系统提系统界面交请求，系统也可以将请求结果返回到系统界面，供用户接收。本数控服务系统有两种功能模块调用层，第一种功能模块调用层是S t r u t s 配置文件，配置请求与执行组件A c t i o n 类之间的对应关系，系统根据用户的请求，在S t r u t s 配置文件会找到对应的A c t i o n 类，并读取相应的F o r m 类与之对应。第二种

41、功能模块调用层是机床软件配置文功能模块调用层件，配置执行组件A c t i o n 类与J a v a 机床组件的对应关系，浏览器对系统的请求包括选择机床的请求，每个机床都有一组J a v a 机床组件，该配置文件将执行组件A c t i o n 类与各机床的J a v a 机床组件对应起来，从而实现了数控服务系统可配置性。与功能模块调用层对应，功能模块层也有两种。第一种功能模块层是S t r u t s 结构的A c t i o n 类组件和F o r m 类组件，它们与S t r u t s 配置文件对应，该功能模块层接到功能模块层的调度任务，就开始执行，主要完功能模块层成系统界面上要求实

42、现的业务处理，并通过机床软件配置文件上配置的关系，将命令传达给J a v a 机床组件。第二种功能模块层是J a v a 机床组件，直接负责对每个机床的控制，包括日志审计、机床操作处理、加工状态显示，加工代码输入和编译。通信模块层传输层采用U D P 协议，负责与D S P 机床实现信息的通信。数据管理层负责管理系统的数据，如用户信息、日志信息。2 4 3 实用技术和开发工具开发数控服务系统使用的实用技术见表2-3。表2 3 开发数控服务系统使用的实用技术表，|“。i。-。一一t-“，i?1i：“：。：一?t；，tm Vr 1”r。：w|、薹-!j 荔器：i，+赢。|?妻甍：雾!。i，i 薹：

43、，囊f 甍“餐巍匮。”，。：，!。4 i 澎强：。版?一_ 二+奔，：0 j：s 麓蠢lJ S P2 O2S e r v l e t2 4 O3J a v a S c r i p t1 54H t m l3 25S t r u t s1 06X M 巴2 07J I)K1 61 0武汉理工大学硕士学位论文2 4 4 系统的技术架构数控服务系统的整体技术架构如图2 5 所示。图2。5 数控服务系统的技术架构图本系统基于J a v a 2 平台企业版(J 2 E E)，它包含各类组件、服务架构及技术层次。J S P S e r v l e t 针对J 2 E E 的应用系统，在后台实现各种页面跳转

44、，并使用S t r u t s及插件技术实现与系统的集成，向用户提供良好的界面。J 2 E E 的核心是一组规范和指南，定义了一个使用J a v a 语言开发多层分布式企业应用系统的标准平台，它是由S u n 公司主持推出的一项中间件技术，有了它，开发者只需要集中精力编写代码来表达企业应用的商业逻辑和表示逻辑，至于其他系统问题，如内存管理，多线程，资源分布和垃圾收集等，都将由J 2 E E自动完成。J s p 是W e b 开发技术，S e r v e l t 是服务器端运用的小程序。访问一个J s p 页面时，服务器会将这个J s p 页面转变成S e r v e l t 小程序运行得到结果

45、后，反馈给用户端的浏览器。S e r v l e t 相当于一个控制层再去调用相应的J a v a b e a n 处理数据，最后把结果返回给J s p。J s p 更多的是进行页面显示，S e r v l e t 更多的是处理业务。S t r u t s 是一种开源软件，它可以帮助开发人员更快更容易的开发W e b 程序。S t r u t s 所基于的标准技术，是大多数开发人员非常熟悉掌握的。在软件开发过程中通过使用标准组建，并用填空式的开发方法，S t r u t s 可以帮助程序员减轻每个新项目都重复进行那些既费时又繁琐的工作。J a v a-P l u g i n 是对J a v a

46、 程序的辅助程序，是实现某种功能需要的组件。利用J a v a-P l u g i n 可以方便地实现很多功能，数控服务系统利用这些组件技术，不必自己去写这些功能类，为开发者节省了很多精力。该系统用到的J a v a-P l u g i n 主要有：J D K、数据库驱动程序、上传组件(c o m m o n s f i l e u p l o a d)、输入输出流组件(c o m m o n s i o)等。数控服务应用是以上技术共同作用的结果，用户在该系统上的各种应用操作都可以通过这些技术来实现。2 5 功能模块的设计系统的功能模块主要有：用户管理模块、日志审计模块、机床操作处理模块、加工

47、状态显示模块、加工代码输入和编译模块。2 5 I 用户管理模块用户管理模块是负责用户在远程浏览器端实现存储在数据库中的用户信息的管理和使用的模块，它的功能模型设计如图2-6 所示。保存数据读取数据读取数据更新数据除元组燕i=；娑姿霉立：葚：笙二：釜二：兰芝笠0o：量：堑兰二=三互二=；幂幕蓬遴鎏鎏燮鎏溱蒸鬻霉豢 豢霾签遴图2-6 数控服务系统用户管理模块功能图任何使用数控服务系统的用户都要先注册，然后登录才能正常操作。注册武汉理工大学硕士学位论文的用户登录进入系统，选择用户管理模块，可以对系统的用户信息进行管理操作，如果用户级别为普通用户，该用户只能对系统用户进行查询操作。如果用户级别为高级用

48、户，该用户除了可以查询系统用户以外，还可以对系统的用户信息进行修改和删除操作。配置文件配置了A c t i o n 和各功能模块之间的对应关系，对每个操作，系统都会调用日志审计模块记录该操作日志，并保存到数据库，该模块主要是对数据库系统进行的操作【3 4 1。2 5 2 日志审计模块用户审计模块是负责记录系统日志，供用户审计需要的模块，其功能模型设计如图2 7 所示。，镱孑日幕墨f 0 ：j。一，。，：一、j。|j。；：，：力簪笺|，i 屯。；查询日志：!j 1，j?t!删除臼志，0 o p，j，7 j o?，：tjl!。j 叠?、“、；。t I i。4，。j|，。j|：。n|j；t 4”j瓠

49、一j 二j t；：z o。记录面板“强彰l 一，一-查询面板“删除面板i?；|?一：j“，j，：，?“，“”jv“，j+j j i i A c t i o n?一vp，#|_ 1 A c t i o nI i l：煞jj j7。一A c t i o n”，：，：。，7，2，善：lj 一：?0；麓纨纛菇，。尻、，：奄螽 器兽鬈j 话襞獬0j 毒鼢辘 嗨j t 旃t11记录组件查询组件删除组件JLJL读取数赫保存数据读取数据保存数拱1r1r-，。?踅强籼黝I 嗨，。魄，n。喙t#j 麓j j i j；靴巍躐|啦3。慨E 强0、麓疆一谢：z 曦I 鬻钝，图2 7 数控服务系统日志审计模块功能图记录日

50、志功能负责记录用户对系统所作的重要操作，包括操作用户、操作时间、操作事件以及操作的机床号。因此，在系统的其他功能模块，都会调用记录日志功能记录用户对该模块的操作日志。查询日志是提供给用户查询用的功能，通过查询日志，用户可以了解用户对系统操作的信息，同时，为了清理数据库，用户还可以删除日志。武汉理工大学硕士学位论文2 5 3 机床操作处理模块机床操作处理模块是供用户在远程浏览器端实现远程操作控制机床模块。它的功能模型设计如图2 8 所示。彩：，：。一；一-|，。，i，+t，f。，。，0s，；?、一j；妒，、，0。一一、：机床控制i：7 1，一i：1：j：二敷，!，?。j!。：“：。一、，：-。+