1項(xiàng)目背景

　　上海航天設(shè)備制造總廠屬于典型的航天裝備制造企業(yè)，承擔(dān)了我國(guó)大量重點(diǎn)型號(hào)的結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工任務(wù)瑰钮。為了提高新產(chǎn)品開發(fā)能力邻辉，提高產(chǎn)品的質(zhì)量水平，自上世紀(jì)90年代初毕箍，開始投入資金引進(jìn)現(xiàn)代化的CNC加工設(shè)備弛房、先進(jìn)的CAD/CAM技術(shù)等組建高水平的數(shù)控車間。特別是隨著企業(yè)新的精密數(shù)控廠房的建成而柑，數(shù)控設(shè)備的逐漸增多文捶，如何加強(qiáng)對(duì)它們的管理、使其發(fā)揮出最大的經(jīng)濟(jì)效益成了企業(yè)和車間的重要議程媒咳。

　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)粹排、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息管理技術(shù)以及CAD/CAE/CAM集成化技術(shù)的逐步成熟和廣泛應(yīng)用涩澡，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)控設(shè)備的有效管理和設(shè)計(jì)制造一體化提供了強(qiáng)有力的技術(shù)手段顽耳。

　　上海航天設(shè)備制造總廠為了與整體信息化建設(shè)接軌，提高管理效率酒旷，考慮采用分布式多用戶DNC系統(tǒng)雳犹。經(jīng)過多方面調(diào)研，上海航天設(shè)備制造總廠與北京蘭光創(chuàng)新科技公司合作渡表，引進(jìn)了具有世界領(lǐng)先水平的CIMCO DNC-Max數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)娶讽，成功地將所有數(shù)控機(jī)床聯(lián)入企業(yè)局域網(wǎng)伞注，形成了數(shù)控機(jī)床和數(shù)控程序的網(wǎng)絡(luò)化管理，提高了管理水平涉等。

　　2 DNC的作用

　　DNC(Distributed Numerical Control)分布式數(shù)字控制搜掸，是現(xiàn)代化機(jī)械加工車間的一種運(yùn)行模式，它以數(shù)控技術(shù)程挑、通訊技術(shù)酝螃、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)為基礎(chǔ)臊耳，把與制造過程有關(guān)的設(shè)備(如數(shù)控機(jī)床等)與上層控制計(jì)算機(jī)集成起來疾隙，從而實(shí)現(xiàn)制造車間制造設(shè)備的集中控制管理以及制造設(shè)備之間、制造設(shè)備與上層計(jì)算機(jī)之間的信息交換颈侈。它是現(xiàn)代化機(jī)械加工車間實(shí)現(xiàn)設(shè)備集成鸯两、信息集成、功能集成长豁，網(wǎng)絡(luò)化管理钧唐，無紙化制造的一種新方法，是車間自動(dòng)化的重要模式匠襟，是實(shí)現(xiàn)CAD/CAM和計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)管理系統(tǒng)集成的紐帶钝侠。

　　具體來講，DNC系統(tǒng)可以有效解決目前數(shù)控生產(chǎn)車間一些普遍存在的問題：

　∷嵘帷（1）車間現(xiàn)有的數(shù)控系統(tǒng)繁雜帅韧，各系統(tǒng)之間所用的通訊程序也不一樣，上海設(shè)備制造總廠的數(shù)控機(jī)床涉及的數(shù)控系統(tǒng)包括NUM父腕、FANUC弱匪、Siemens等青瀑，每種不同的控制系統(tǒng)又有多種不同的型號(hào)璧亮，造成相互之間互不兼容的現(xiàn)狀，給技術(shù)人員斥难、操作人員的編程和應(yīng)用帶來很多不便枝嘶，大大地限制了零件的轉(zhuǎn)移加工。

　⌒饭！（2）通訊程序?yàn)?對(duì)1的通訊程序膜暴，不具有程序自動(dòng)反應(yīng)和監(jiān)測(cè)功能，在進(jìn)行機(jī)床與計(jì)算機(jī)的通信時(shí)尚稍，必須1個(gè)人在機(jī)床前操作機(jī)床道暑，另一個(gè)人在計(jì)算機(jī)終端前操作通訊軟件，兩者交替操作竭珊。

　∪巳铩（3）程序傳輸用單機(jī)或筆記本的形式葬聘，頻繁的熱插熱拔容易燒壞機(jī)床接口。

　〈付啤（4）部分老的數(shù)控系統(tǒng)赖相，內(nèi)存空間有限，程序一多手索，機(jī)床的內(nèi)存空間就不夠了钳骚，大量的加工程序不得不進(jìn)行反復(fù)的刪除和鍵入，直接影響到數(shù)控機(jī)床的使用效率唱枝。

　∶驳铡（5）車間堆放很多電腦，工業(yè)環(huán)境惡劣该溯，電腦壽命大大縮短衅枫，而且凌亂、不利于車間現(xiàn)場(chǎng)管理朗伶。

　∠伊谩（6）數(shù)控程序管理混亂，程序一般是編程員各自保管论皆，容易丟失或誤操作益楼。

　　（7）電腦上的程序和工藝卡点晴、模型圖感凤、刀具清單等之間都是孤立保存，時(shí)間一長(zhǎng)粒督，容易忘記它們的對(duì)應(yīng)關(guān)系陪竿，需要反復(fù)進(jìn)行對(duì)照。

　⊥篱稀（8）由于工廠管理部門或管理系統(tǒng)不能及時(shí)得到生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)時(shí)生產(chǎn)狀況播窒，因而不能做出科學(xué)的生產(chǎn)管理計(jì)劃及措施，極大地影響了工廠生產(chǎn)效能的發(fā)揮筷资。

　　3上海航天設(shè)備制造總廠DNC系統(tǒng)實(shí)施方案

　　針對(duì)以上問題挨这，經(jīng)過與北京蘭光創(chuàng)新公司技術(shù)人員交流，最終采用了如下的機(jī)床聯(lián)網(wǎng)方式胃宰。以下是方案說明：

　　3.1系統(tǒng)的連接方案及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　上海航天設(shè)備制造總廠數(shù)控車間根據(jù)自身的實(shí)際情況以及與北京蘭光創(chuàng)新公司的探討嘹冀，確定了如圖1所示的基于單串口服務(wù)器的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

　　單串口服務(wù)器方案的特點(diǎn)是：每臺(tái)串口數(shù)控設(shè)備上都分別裝有一臺(tái)單串口設(shè)備服務(wù)器垦适，實(shí)現(xiàn)任意設(shè)備與以太網(wǎng)直接相聯(lián)朽突，達(dá)到在以太網(wǎng)上的任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)，都可以直接控制任意一臺(tái)數(shù)控設(shè)備。

　　其優(yōu)點(diǎn)是：

　　? 靈活性好析口，可以做到任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)都可以直接控制任意一臺(tái)數(shù)控設(shè)備悴碳，與多串口服務(wù)器相比，數(shù)控設(shè)備控制的靈活性更大惦参。

　　? 可靠性強(qiáng)灾囊，因?yàn)檫@種連接方式是典型的星型連接，即便單串口設(shè)備服務(wù)器發(fā)生故障腥刹，只會(huì)影響一臺(tái)設(shè)備马胧。

　　? 不受RS232傳輸距離的限制，確保系統(tǒng)傳輸穩(wěn)定可靠衔峰。

　　缺點(diǎn)是：需要建設(shè)局域網(wǎng)佩脊，成本稍高。這一點(diǎn)對(duì)于上海航天設(shè)備制造總廠的新建廠房來說垫卤，局域網(wǎng)的鋪設(shè)必不可少威彰，因此，對(duì)成本的影響不大穴肘。

　　3.2系統(tǒng)的硬件組成

　　系統(tǒng)中除了數(shù)控加工設(shè)備歇盼、用戶終端、服務(wù)器和必需的網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)線路以外评抚，主要硬件設(shè)備就是單串口服務(wù)器豹缀。每一個(gè)單串口服務(wù)器對(duì)應(yīng)一臺(tái)數(shù)控加工設(shè)備，安裝在機(jī)床控制柜或控制面板箱內(nèi)慨代，其一端通過RS232接口與數(shù)控機(jī)床的串口相連接邢笙，另一端通過RJ45接口直接利用屏蔽雙絞線連入局域網(wǎng)。在我廠的DNC系統(tǒng)中品昭，我們選用的是世界著名工控產(chǎn)品——MOXA DE211型單串口服務(wù)器越化，該產(chǎn)品具有穩(wěn)定、可靠及抗浪涌的功能侍融。

　　3.3系統(tǒng)的軟件組成及其功能

　　系統(tǒng)的軟件由三部分構(gòu)成：

　　? CIMCO DNC-Max V5 功能強(qiáng)大的DNC通訊系統(tǒng)

　　? CIMCO Edit V5 高效疚逝、靈活的數(shù)控程序編輯器

　　? CIMCO NCBase V5 高端數(shù)控程序管理系統(tǒng)

　　這三個(gè)部分無縫集成為一個(gè)整體，分別負(fù)責(zé)著機(jī)床通訊哑暮、程序編輯和程序管理签梭。

　　CIMCO DNC－Max Server是系統(tǒng)的核心，運(yùn)行在系統(tǒng)的Windows2000服務(wù)器上奕碑，負(fù)責(zé)數(shù)控機(jī)床的聯(lián)網(wǎng)和程序的傳輸，程序的上傳和下載只需要機(jī)床操作人員在機(jī)床操作面板上直接完成勺帜，服務(wù)器無需人看管脆号，它能自動(dòng)響應(yīng)機(jī)床端發(fā)來的指令；可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)機(jī)床同時(shí)調(diào)用、同時(shí)在線加工寝话。

　　CIMCO Edit是一套可以對(duì)程序進(jìn)行數(shù)據(jù)編輯今燃、數(shù)據(jù)處理、文件的智能比較尊勿、DNC傳輸和三維刀位軌跡仿真的應(yīng)用程序僧凤。

　　CIMCO NCBase 是一套高端數(shù)控程序管理系統(tǒng)，運(yùn)行于Windows2000服務(wù)器上元扔。它可以對(duì)數(shù)控程序的各種信息躯保，如程序號(hào)、圖號(hào)澎语、零件號(hào)途事、機(jī)床、用戶信息等進(jìn)行管理擅羞；也可以對(duì)程序注釋尸变、刀具清單、程序結(jié)構(gòu)减俏、數(shù)碼圖片等與程序相關(guān)的信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)管理召烂。還可以進(jìn)行完善的人員權(quán)限與流程簽署設(shè)置（不同的人員設(shè)置不同的權(quán)限，如：編輯娃承、修改骑晶、批準(zhǔn)、上傳秋衡、檢驗(yàn)等）梁促；并可自動(dòng)備份，程序每修改一次挑卫，都按不同的版本形式自動(dòng)備份猛屋；各版本之間還可以進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)不同之處贩普。自動(dòng)產(chǎn)生管理記錄（包括：創(chuàng)建時(shí)間颗手、創(chuàng)建人、修改刪除時(shí)間研脸，以及修改人等信息）叨连，具有良好的可追溯性。

　　4應(yīng)用

　　CIMCO DNC軟件系統(tǒng)的功能非常強(qiáng)大或怜，包括程序傳輸?shù)那昂筇幚砻健⒌毒咔鍐蔚淖詣?dòng)提取、關(guān)聯(lián)文件的管理归衫、簽署流程的管理等怜腊，這里只介紹基本功能應(yīng)用肺然。

　　4．1 服務(wù)器端的應(yīng)用

　　系統(tǒng)服務(wù)器程序安裝車間程序監(jiān)控室的Windows2000 Server上，無人值守腿准，數(shù)控工藝人員將編制完成的數(shù)控程序加載到NCBase际起，并進(jìn)行相應(yīng)的流程簽署，供機(jī)床端查詢和調(diào)用吐葱。要完成這樣的功能街望，需要兩個(gè)重要的客戶端軟件來對(duì)服務(wù)器軟件進(jìn)行管理、設(shè)置和監(jiān)控弟跑，兩個(gè)客戶端軟件分別是數(shù)據(jù)庫客戶端和DNC-Max程序傳輸客戶端灾前。

　　（1）數(shù)據(jù)庫客戶端與CIMCO Edit 集成在一起窖认，在數(shù)控工藝組設(shè)定了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)庫客戶端軟件豫柬，可以瀏覽數(shù)據(jù)庫內(nèi)的程序和各種信息。在數(shù)據(jù)庫客戶端上扑浸，技術(shù)人員可以對(duì)數(shù)控程序進(jìn)行管理烧给，數(shù)據(jù)庫NCBASE不僅管理數(shù)控程序，也對(duì)人員進(jìn)行管理喝噪。通過數(shù)據(jù)庫客戶端憔剂，由系統(tǒng)管理員設(shè)定每個(gè)數(shù)控工藝技術(shù)人員和技術(shù)主管領(lǐng)導(dǎo)的權(quán)限，數(shù)控程序的簽署流程也可在NCBASE數(shù)據(jù)庫的管理下實(shí)現(xiàn)期第。

　⊙弈谩（2）DNC-Max程序傳輸客戶端，在系統(tǒng)管理員處和程序監(jiān)控室分別安裝傳輸客戶端舌必，用于管理員監(jiān)控整個(gè)網(wǎng)絡(luò)DNC傳輸運(yùn)行情況陷字，幫助分析傳輸問題，監(jiān)控各個(gè)通訊端口傳輸日志巫紧。通過在程序傳輸客戶端實(shí)現(xiàn)對(duì)各臺(tái)數(shù)控機(jī)床對(duì)應(yīng)的端口進(jìn)行傳輸參數(shù)設(shè)定福吩，包括網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)耐ㄓ崊f(xié)議、握手信號(hào)痹对、遠(yuǎn)程請(qǐng)求命令扰褒、以及可調(diào)用的數(shù)控程序等。

　　4．2 加工現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用

　　加工現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用非常簡(jiǎn)單方便弦密，主要包括以下兩個(gè)方面：

　≈邸（1）數(shù)控程序的仿真，程序的仿真通過放置在車間的兩臺(tái)觸摸屏終端來實(shí)現(xiàn)∮Ы校現(xiàn)場(chǎng)操作工人根據(jù)需要椭符，通過觸摸屏進(jìn)入CIMCO NCBase環(huán)境，查看對(duì)應(yīng)的加工程序弯汰、刀具清單艰山、裝夾注意事項(xiàng)等相關(guān)文件湖雹，并可方便地進(jìn)行數(shù)控程序的刀具路徑仿真咏闪。

　∈锇帷（2）數(shù)控程序的調(diào)用，數(shù)控程序的調(diào)用分為4個(gè)步驟：

　「肷①根據(jù)在服務(wù)器端設(shè)定的遠(yuǎn)程請(qǐng)求方式纵装，在機(jī)床端通過控制面板向服務(wù)器發(fā)送查詢請(qǐng)求，服務(wù)器自動(dòng)識(shí)別請(qǐng)求端口据某，并向請(qǐng)求端發(fā)送當(dāng)前的數(shù)控程序列表橡娄；

　　②在機(jī)床端接受數(shù)控程序列表癣籽，在需要調(diào)用的數(shù)控程序行前面加上請(qǐng)求發(fā)送的標(biāo)志信息挽唉，然后向服務(wù)器發(fā)送該程序列表；

　】昀恰③服務(wù)器根據(jù)接收到的程序列表和所請(qǐng)求發(fā)送的標(biāo)志信息片家，自動(dòng)向相應(yīng)的端口發(fā)送要求的數(shù)控程序；

　≈胂А④在機(jī)床端接收請(qǐng)求發(fā)送的數(shù)控程序肿兴，然后進(jìn)行程序的實(shí)際加工。

　　5．結(jié)束語

　　數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)DNC應(yīng)用和實(shí)施赞钧，使機(jī)床的程序傳輸效率和傳輸準(zhǔn)確性大大提高湖诅，對(duì)生產(chǎn)過程的監(jiān)控、管理具有很大的輔助作用凌蝎，使數(shù)控程序的管理規(guī)范化匕伶、系統(tǒng)化向前邁出了一大步。有了目前的數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)舰缠，為將來的車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)括樟、設(shè)備在線維護(hù)系統(tǒng)和上端的AVIDM等系統(tǒng)提供了一個(gè)鏈接的平臺(tái)，成為了整個(gè)企業(yè)信息化建設(shè)的重要組成部分渴甜。

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