一、以太網(wǎng)聯(lián)結(jié)使CNC機(jī)床與工廠的其他部門交互對(duì)話

　　通常的數(shù)控機(jī)床都是自動(dòng)化的獨(dú)立孤島米母，因?yàn)樗鼈兒芏喽际桥鋫鋵Ｓ肅NC系統(tǒng)勾扭，這些系統(tǒng)使得它很難與其他企業(yè)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。但是CNC技術(shù)中的革命正在使CNC系統(tǒng)提供PC功能和以太網(wǎng)的聯(lián)接性铁瞒，從而可以從(和向)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)妙色。 通常的數(shù)控機(jī)床都是自動(dòng)化的獨(dú)立孤島，因?yàn)樗鼈兒芏喽际桥鋫鋵Ｓ肅NC系統(tǒng)慧耍，這些系統(tǒng)使得它很難與其他企業(yè)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)身辨。但是CNC技術(shù)中的革命正在使CNC系統(tǒng)提供PC功能和以太網(wǎng)的聯(lián)接性，從而可以從(和向)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)了赖。

　　由于CNC系統(tǒng)的開(kāi)放和提供以太網(wǎng)聯(lián)結(jié)滩扩，車間就可以從其機(jī)床上獲得信息以提高生產(chǎn)率以及更多的東西显哨。事實(shí)上，把CNC系統(tǒng)掛到廣闊的商務(wù)系統(tǒng)中槽顶，諸如MES和ERP軟件包上风镊，可以提供很多的生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)。

　　通過(guò)遠(yuǎn)程診斷監(jiān)控器(RM&D)赏碑，機(jī)床數(shù)據(jù)也可以在供應(yīng)商和終端用戶之間分享满颂。在過(guò)去，即便是供應(yīng)商在當(dāng)?shù)赜芯S修服務(wù)專家射愧，為了對(duì)付故障仍然是需要時(shí)間的∶荆現(xiàn)在通過(guò)RM&D系統(tǒng)，供應(yīng)商可以監(jiān)控來(lái)自世界任何地方的設(shè)備卓俱，指出故障根源鳖群，馬上解決問(wèn)題或派出專家服務(wù)，而且只用原來(lái)所需時(shí)間的很小一部分便可使機(jī)床恢復(fù)生產(chǎn)庶艾。

　　西門子自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)公司的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)部項(xiàng)目經(jīng)理Rajas Sukthankar指出了以太網(wǎng)聯(lián)結(jié)的其它優(yōu)點(diǎn)袁余。其中之一就是它在現(xiàn)有的許多IT設(shè)備中提供無(wú)縫的集成，所以車間可以獲得CNC信息并通過(guò)它到達(dá)工廠自動(dòng)化設(shè)備中的更高層次的系統(tǒng)咱揍。對(duì)辦公環(huán)境而言颖榜，以太網(wǎng)也是公共的，所以那些工廠底層工作的人用不著學(xué)習(xí)某些新東西煤裙，車間也不需購(gòu)買某些專門連接CNC和前方辦公室的設(shè)備掩完。

　　以太網(wǎng)聯(lián)結(jié)的另一好處是：它讓車間能在基于PC的控制器的當(dāng)?shù)赜脖P上存貯大量的程序或把這些程序直接在線傳輸?shù)紺NC中，從而有效地使過(guò)去存在于CNC結(jié)構(gòu)中的存貯器的局限隨著下一代CNC控制器的應(yīng)用而消除了硼砰。

　　工業(yè)以太網(wǎng)也提供高速且蓬、低成本的聯(lián)接，這種聯(lián)接總是變得更快和更便宜题翰。三菱電氣自動(dòng)化公司傳動(dòng)產(chǎn)品市場(chǎng)開(kāi)發(fā)部經(jīng)理認(rèn)為恶阴，以太網(wǎng)聯(lián)結(jié)的優(yōu)點(diǎn)包括速度和帶寬。帶寬是指信息在整個(gè)網(wǎng)上傳輸?shù)牡燃?jí)豹障。

　　那么為何所有新的CNC系統(tǒng)都沒(méi)有與公司的其余部門對(duì)話呢;部分原因是：雖然許多CNC的供應(yīng)商在他們新的控制系統(tǒng)中提供了以太網(wǎng)的通道冯事，但它們?nèi)园礃?biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用協(xié)議進(jìn)行工作，所以CNC系統(tǒng)可以與工廠中的其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)淌影，包括其他CNC系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)話游隅。但是由于許多CNC供應(yīng)商對(duì)于不同層次上的網(wǎng)絡(luò)工作提供了不同的協(xié)議，標(biāo)準(zhǔn)化將是一種欺騙脾韧。

　　一般而言，CNC設(shè)備有3個(gè)層次的網(wǎng)絡(luò)工作：信息層爸见、控制層和裝置層聂突。信息層是從機(jī)床到機(jī)床發(fā)送數(shù)據(jù)或在辦公室環(huán)境和操作者工位之間往返傳遞信息敷裁；而控制層則控制設(shè)備，例如使一個(gè)控制器的動(dòng)作和其他控制器同步或外圍的輔助控制器與總的動(dòng)作同步言刨；最后泌景，裝置層是控制I/O的。

　　以太網(wǎng)的接口并不總是用3個(gè)層次的焦伸。例如三菱生產(chǎn)的CNC和PC基的控制系統(tǒng)坑匆，在信息層上用一個(gè)以太網(wǎng)接口，它進(jìn)行諸如操作程序服筋、刀具信息的數(shù)據(jù)傳輸跌褂，以及在辦公室環(huán)境中監(jiān)視設(shè)備的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的傳輸。在裝置層和控制層上支持許多接口午磁，這就是信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)被送往控制系統(tǒng)中的裝置和外圍設(shè)備尝抖。其中某些接口是專門用于三菱的。但是三菱也提供一些用戶需要的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)迅皇。

　　二昧辽、聯(lián)網(wǎng)應(yīng)考慮的因素

　　Rockwell Automation公司IMC事業(yè)部市場(chǎng)經(jīng)理認(rèn)為：以太網(wǎng)聯(lián)結(jié)的問(wèn)題之一是：它不是“決定論”。決定性的是要保證數(shù)據(jù)在規(guī)定的時(shí)間段中在兩個(gè)裝置之間傳送登颓。為了保證決定性網(wǎng)絡(luò)必須以另一種方式設(shè)計(jì)搅荞。如果你關(guān)注的只是傳遞信息，例如把大文件和時(shí)間性不重要的數(shù)據(jù)由主系統(tǒng)(或送到主系統(tǒng)去)以監(jiān)控機(jī)床能力和狀態(tài)框咙，決定性可能不是問(wèn)題取具。那么以太網(wǎng)是很好的。關(guān)鍵在于了解你的要求和選取能滿足你需要的網(wǎng)絡(luò)扁耐。

　　安全問(wèn)題也是需要考慮的暇检，特別是公司把互聯(lián)網(wǎng)看作為控制網(wǎng)絡(luò)時(shí)更要考慮。GE Fanuc公司開(kāi)放式結(jié)構(gòu)經(jīng)理問(wèn)：“互聯(lián)網(wǎng)是非常經(jīng)濟(jì)有效婉称，很大而又很普及的块仆，我們?nèi)绾未_信所建立起來(lái)的渠道只是用于在好人之間傳遞信息的呢？”制造數(shù)據(jù)系統(tǒng)公司(MDSI)董事長(zhǎng)說(shuō)：“建立內(nèi)部網(wǎng)甩幔∪幕”內(nèi)部網(wǎng)是一個(gè)獨(dú)立于外界的類似于互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)。公司可以建立適當(dāng)帶防火墻的內(nèi)部網(wǎng)栽乘。此外芽贫，安全性的程度可以在CNC系統(tǒng)本身內(nèi)奠定。例如挚粱，MDSI在其開(kāi)放式的CNC產(chǎn)品中提供有9級(jí)的安全性吴爵，它們可讓控制系統(tǒng)在特定的層次上鎖掉某些功能。9級(jí)安全性可讓車間指定不同的口令并輸入到控制系統(tǒng)中惊柱，所以一定的人員只能接觸到特定的信息错猬。這就意味著一個(gè)生產(chǎn)操作者將有另一種不同于機(jī)床調(diào)整或維修人員的進(jìn)入通道俏妆。

　　三、選擇控制系統(tǒng)

　　對(duì)于只希望其機(jī)床和工廠范圍內(nèi)的以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)工作的車間而言标炭，PC控制是關(guān)鍵失欢。車間可以用基于PC的軟件，這些軟件可以擴(kuò)大他們辦公室現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)通信工具斑卤。用戶還應(yīng)該知道以太網(wǎng)聯(lián)結(jié)是否標(biāo)準(zhǔn)的晨另、帶有控制的或是附加上去的。系統(tǒng)所支持的協(xié)議是非常重要的谱姓，因?yàn)樗鼪Q定著與其他系統(tǒng)的信息聯(lián)系是如何控制的借尿。車間可以選擇一臺(tái)PC－NC的CNC系統(tǒng)或一臺(tái)具有PC前端的CNC系統(tǒng)。前者是一臺(tái)照管NC和PC之后功能的PC逝段。它被集成在一硬件芯片中垛玻。其他的CNC系統(tǒng)具有單獨(dú)的PC前臺(tái)，它與后臺(tái)聯(lián)結(jié)是由總線實(shí)現(xiàn)(NC留在機(jī)床的面板/控制柜內(nèi))奶躯。
MDSI公司在清單中增加了另一控制型式—軟件CNC帚桩。該公司的開(kāi)放式CNC在一種應(yīng)用中把一個(gè)軟件的CNC、軟件的PLC和人機(jī)界面(HMI)組合在一起嘹黔，而且不要求專用的硬件或運(yùn)動(dòng)控制卡账嚎。

　　GE Fanuc的CNC軟件和通訊產(chǎn)品經(jīng)理Wayne Kotania說(shuō)，無(wú)論如何選擇控制系統(tǒng)都要考慮CNC的應(yīng)用和軟件支持儡蔓。他建議郭蕉，CNC要遵循通用的編程標(biāo)準(zhǔn)并使用易于提供和分享信息數(shù)據(jù)的開(kāi)放式工具和技術(shù)。

　　在軟件和硬件中采用現(xiàn)成的以太網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是很重要的喂江，但進(jìn)入機(jī)床和工藝數(shù)據(jù)—即用戶能夠定義并由于工藝改變而改變的數(shù)據(jù)召锈，也是很重要的。太多的控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)收集技術(shù)限制了用戶對(duì)數(shù)據(jù)的選擇莱腾，這既指能收集的數(shù)據(jù)量诅枚，也指對(duì)它的存取途陵；為了可以改變數(shù)據(jù)收集的項(xiàng)目妥坦，要求用戶轉(zhuǎn)回找控制系統(tǒng)供應(yīng)商的也太多，所以脚们，控制系統(tǒng)應(yīng)提供用戶能控制和進(jìn)入無(wú)限制的機(jī)床和工藝數(shù)據(jù)房贮。

　　機(jī)床數(shù)據(jù)涉及到維護(hù)和機(jī)床的診斷，而工藝數(shù)據(jù)則是圍繞著機(jī)床的操作為中心鳖路。利用這些信息殊蜓，車間可以仔細(xì)觀察整個(gè)加工周期以發(fā)現(xiàn)什么是影響循環(huán)時(shí)間和工件質(zhì)量的因素。

　　盡管有了新的控制技術(shù)巩蕊，但防礙CNC系統(tǒng)使用以太網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)的還在于車間底層聪磁。90%以上安裝的機(jī)床缺乏某些與企業(yè)其他部門相連接的形式咽娃。車間當(dāng)然要買帶有內(nèi)裝控制連接的新機(jī)床塑验，但是他們不注意NC/CNC機(jī)床已安裝的基礎(chǔ)瞎暑。對(duì)于這些機(jī)床，有兩種選擇：用新的控制系統(tǒng)進(jìn)行改裝或在機(jī)床上增加一個(gè)DNC式的接口与帆。就制造商的需要而言了赌，后一個(gè)解決方案是“捷徑”。這些硬件通道提供快速地進(jìn)入機(jī)床的條件玄糟。但這意味著人們必須集成另一個(gè)PLC以便將數(shù)據(jù)送入硬件通道勿她。然而硬件通道是不能使機(jī)床運(yùn)行得很快的。為了某些性能方面的好處阵翎，最好同時(shí)用以太網(wǎng)聯(lián)接使控制系統(tǒng)升級(jí)逢并。

　　機(jī)床聯(lián)網(wǎng)的另一問(wèn)題是架線，大多數(shù)CNC系統(tǒng)是用RS-232聯(lián)系的而不是用以太網(wǎng)聯(lián)接郭卫，使得他們不利于聯(lián)網(wǎng)砍聊。由于架設(shè)新的電纜比較貴，因此車間可以研究無(wú)線聯(lián)接的方案贰军，但是對(duì)于任何無(wú)線聯(lián)接的部署都涉及到無(wú)線檢測(cè)的問(wèn)題玻蝌，要察看那些可能影響聯(lián)接的事情——電噪聲、起天線作用的金屬壁等等词疼。要有人讀取全場(chǎng)的數(shù)據(jù)以便安排采集點(diǎn)摇致。采集點(diǎn)應(yīng)是位于工廠中心地點(diǎn)的裝置，它被插入到一個(gè)局域網(wǎng)中秫丐，接收和發(fā)送無(wú)線訊號(hào)肯仍。

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