DNC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在小型車間的應(yīng)用

天津航空機(jī)電有限公司（300308) 張作軍

近幾年，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和數(shù)控技術(shù)的發(fā)展以及制造自動(dòng)化的需要，DNC技術(shù)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。目前，以CIMS為代表的企業(yè)信息化理念已經(jīng)受到現(xiàn)代化企業(yè)越來(lái)越多的重視，DNC也逐漸由單一的程序傳輸演變?yōu)榧植际匠绦蛲ㄐ拧⒊绦蚓庉嬇c仿真及數(shù)控程序管理等強(qiáng)大功能于一體的綜合系統(tǒng)。

1.公司實(shí)施DNC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的條件

我們公司現(xiàn)有數(shù)控切削加工設(shè)備8臺(tái) (不包含電切削類設(shè)備)，其中銑削類和車削類各4臺(tái)，近期準(zhǔn)備購(gòu)買的設(shè)備3臺(tái)。目前采用的工作方式是單機(jī)作業(yè)，設(shè)備的高柔性、高效率得不到發(fā)揮，所以將這些設(shè)備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，可大大提高數(shù)控設(shè)備的生產(chǎn)效益。為提高生產(chǎn)效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)施網(wǎng)絡(luò)DNC這種先進(jìn)的數(shù)控加工組織方式顯得非常重要。

2.DNC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)施的選型

方案原定使用一臺(tái)PC連兩臺(tái)機(jī)床的方法，后來(lái)經(jīng)過(guò)對(duì)目前PC市場(chǎng)的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)目前具備兩個(gè)COM接口的PC在市場(chǎng)上已極少見(jiàn)。經(jīng)與網(wǎng)管中心研究，最終采用基于串行端口和RS232接口的“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”機(jī)床聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)方案。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 公司網(wǎng)絡(luò)DNC結(jié)構(gòu)

這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是:

(1)靈活性好，可以做到任意一臺(tái)電腦都可以直接控制任意一臺(tái)數(shù)控設(shè)備，與多串口服務(wù)器相比，數(shù)控設(shè)備控制的靈活性更大。

(2)可靠性強(qiáng)，因?yàn)檫@種連接方式即便單串口設(shè)備發(fā)生故障，只會(huì)影響一臺(tái)設(shè)備，不會(huì)造成大面積影響。

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

3.方案的實(shí)施

(1)系統(tǒng)的硬件組成:從圖1可以看出，系統(tǒng)中除了數(shù)控加工設(shè)備外，還需要程序終端計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)線路、用戶終端計(jì)算機(jī)及單串口連接設(shè)備等硬件設(shè)施。

(2)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:①CAD/CAM系統(tǒng)，用于生成數(shù)控加工程序和數(shù)控加工信息管理。②SEDIT程序編輯系統(tǒng)，用于對(duì)需要傳輸?shù)某绦蚝蛷臋C(jī)床端輸入的程序進(jìn)行編輯 (如圖2所示)，其功能強(qiáng)大，除進(jìn)行正常編輯外，還集成了大部分機(jī)械加工相關(guān)計(jì)算功能、數(shù)控程序編碼轉(zhuǎn)換功能和16進(jìn)制編輯功能等。③DNC通信系統(tǒng)，這是DNC系統(tǒng)的核心，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。我們的系統(tǒng)使用的DNC通信軟件有:SDNC、V24和NUMCOM三種，SDNC用于程序的輸入/輸出，V24和NUMCOM用于在線加工。圖3是SDNC界面。

圖2 SEDIT界面

圖3 SDNC界面

(3)應(yīng)用:DNC網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用分為程序終端的應(yīng)用和加工現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用。程序終端的應(yīng)用由編程員進(jìn)行，首先進(jìn)行數(shù)控程序的編制和數(shù)控加工程序庫(kù)的管理工作;其次可以對(duì)加工現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控;還可以作為職工技術(shù)技能培訓(xùn)的主機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程輔導(dǎo)。

(4)加工現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用分兩個(gè)方面:①向程序終端發(fā)送調(diào)用程序申請(qǐng)，獲得適用的數(shù)控加工程序和作業(yè)指導(dǎo)書(shū)。作業(yè)指導(dǎo)書(shū)很重要，它包含加工使用的裝夾方法、對(duì)刀位置、刀具的使用等生產(chǎn)必需信息。圖4為加工現(xiàn)場(chǎng)需用的作業(yè)指導(dǎo)書(shū)片斷。②數(shù)控程序的調(diào)用。雖然加工方式不同，數(shù)控程序的調(diào)用基本上包含3個(gè)步驟:數(shù)控機(jī)床發(fā)送準(zhǔn)備接收指令，此操作在數(shù)控機(jī)床的控制面板進(jìn)行;終端PC發(fā)送數(shù)控程序;在機(jī)床端接收到程序后進(jìn)行仿真、試切以及正式加工。

圖4 程序用作業(yè)指導(dǎo)書(shū) (說(shuō)明文檔)

4.DNC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)施后的運(yùn)行效果

按本方案組建的DNC網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)一個(gè)月的正式實(shí)施后達(dá)到了如下效果:

(1)實(shí)現(xiàn)車間數(shù)控設(shè)備的完全網(wǎng)絡(luò)化管理。構(gòu)建基于以太網(wǎng)的DNC網(wǎng)絡(luò)，徹底改變了以前數(shù)控機(jī)床的單機(jī)通信方式，全面實(shí)現(xiàn)機(jī)床的集中管理與控制，機(jī)床由以前的信息孤島轉(zhuǎn)變?yōu)檎麄€(gè)車間的信息節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的完全網(wǎng)絡(luò)化管理。

(2)程序管理更科學(xué)規(guī)范。完善的程序簽署流程、準(zhǔn)確的權(quán)限管理、方便的版本管理以及良好的可追溯性，實(shí)現(xiàn)對(duì)NC程序全生命周期的跟蹤管理，提高NC程序的規(guī)范化管理水平，讓編程員、操作員在正確的時(shí)間輕松地處理正確的工作，生產(chǎn)出正確的產(chǎn)品。

(3)明顯提高機(jī)床利用率，減少機(jī)床輔助時(shí)間。DNC網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用以其方便、可靠、全自動(dòng)的程序傳輸功能，快速、高效的程序編輯功能，準(zhǔn)確、直觀的程序模擬仿真功能，程序工藝文件的關(guān)聯(lián)管理與快速查找功能，都可以將程序編輯、仿真、管理等生產(chǎn)輔助任務(wù)在計(jì)算機(jī)端完成快速高效地完成，可最大程度地提高機(jī)床的有效利用率。

(4)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)一步提高，明顯降低產(chǎn)品廢品率。規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)某绦蚬芾恚蓮母旧媳苊獬绦蛘`調(diào)用的可能，從而完全避免因程序錯(cuò)誤而出現(xiàn)批次報(bào)廢的情況;傳輸過(guò)程中的多重檢驗(yàn)機(jī)制，確保程序的傳輸更加安全可靠。網(wǎng)絡(luò)DNC可從最大程度上避免程序錯(cuò)誤，從管理手段與措施上使產(chǎn)品質(zhì)量有了根本的保障。

(5)明顯降低相關(guān)人員勞動(dòng)強(qiáng)度。規(guī)范的程序庫(kù)管理等功能，將編程員從枯燥的程序輸入、編輯、檢查、調(diào)試、傳輸中解脫出來(lái)，更輕松、高效地從事更多有創(chuàng)造性的工作。操作者不用離開(kāi)機(jī)床就能完成程序的調(diào)用申請(qǐng)、程序調(diào)用、程序比較及程序上傳等全部工作，明顯降低了操作者因程序傳輸跑來(lái)跑去的辛苦。

(6)以網(wǎng)絡(luò)DNC為主線，車間人員分工明確，職責(zé)清晰。①機(jī)床操作者，通過(guò)簡(jiǎn)便的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)控程序的調(diào)用，并實(shí)現(xiàn)了刀具清單、三維模型、加工工藝及加工信息等相關(guān)文檔的查閱，準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)程序加工時(shí)間和刀具更換時(shí)間。②程序編程員，在自己的計(jì)算機(jī)上以客戶端的方式，完成數(shù)控程序的編輯仿真、程序及加工信息文件管理、程序入庫(kù)及程序下發(fā)等功能。③通過(guò)DNC網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)操作人員軟件應(yīng)用及設(shè)備維護(hù)等技能的培訓(xùn)。

5.結(jié)語(yǔ)

這種DNC網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)將學(xué)習(xí)、生產(chǎn)、監(jiān)控集于一體，特別適合在小型數(shù)控車間實(shí)施。通過(guò)該技術(shù)的應(yīng)用和實(shí)施，使機(jī)床的程序傳輸效率和傳輸準(zhǔn)確性大大提高，對(duì)數(shù)控加工生產(chǎn)過(guò)程的管理具有很大的輔助作用，使數(shù)控的管理更規(guī)范、更系統(tǒng)。