機加工車間數(shù)字化管理方案

【摘要】本文以我公司機加工車間數(shù)字化管理系統(tǒng)建設為例，具體闡述機加工車間數(shù)字化管理系統(tǒng)的規(guī)劃結(jié)構(gòu)及功能。系統(tǒng)按功能包括生產(chǎn)管理、工藝管理、質(zhì)量管理、刀工量具管理、設備管理、通訊及數(shù)據(jù)采集、等幾大模塊以及查詢、LED看板顯示功能。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化管理；DNC；客戶端

1.前言

機加工車間是我公司下屬的主力制造車間，主要承擔公司主導產(chǎn)品的機械加工任務，車間技術(shù)實力雄厚，制造經(jīng)驗豐富，業(yè)績卓著。機加工車間擁有百余臺生產(chǎn)、檢測設備，其中數(shù)控設備二十余臺。還擁有一支技術(shù)好、業(yè)務精、素質(zhì)高的員工隊伍，中、高級職稱的專業(yè)技術(shù)人員和中、高級工人占員工總數(shù)的60%以上。

機加工車間使用先進的數(shù)控機床，有效的提高了生產(chǎn)效率，提升了產(chǎn)品質(zhì)量。數(shù)控機床已逐步成為車間機械加工的核心設備。在本次數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)項目中擬解決如下問題：

數(shù)控程序通訊方面：

1）編制完成的數(shù)控程序經(jīng)常使用手工方式錄入數(shù)控機床，效率低、易出錯，占用機床加工時間。2）部分設備可以使用軟磁盤，相對手工錄入較快，但軟盤容量低、易損壞，該技術(shù)已基本淘汰。3）部分設備支持U盤、CF卡將數(shù)控程序拷貝進機床，效率高，但病毒問題、保密問題較嚴重。4）有時使用電腦與機床串口連接傳輸數(shù)控程序或進行在線加工，插拔接口容易造成設備或電腦的損壞。

2.網(wǎng)絡DNC系統(tǒng)規(guī)劃

2.1數(shù)控設備條件

此次機加工車間數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)項目的聯(lián)網(wǎng)數(shù)控設備共18臺，涉及控制系統(tǒng)有SIEMENS、FANUC、HURCO三種，具體情況如下：

DNC聯(lián)網(wǎng)設備情況一覽表

序號設備名稱規(guī)格型號RS232產(chǎn)地/廠家控制系統(tǒng)

1數(shù)控立車CK5112E有齊齊哈爾SIEMENS 802C

2數(shù)控立銑XK718有四川自貢機床廠FANUC 0i-M

3臥式加工中心DCH50有日本三菱FANUC 18i-MB

4臥式加工中心M-H4VBN有日本三菱FANUC 18i-M

5立式加工中心MCV-

1000AP有臺灣FANUC 0-M

6臥式加工中心MAXM630有美國

CINCINNATIAcromatic

2100

7臥式加工中心THK4680有昆明機床廠FANUC 6

8數(shù)控立銑XH715有北京精密機床廠FANUC 0-M

2.2信息化總體規(guī)劃

對于制造企業(yè)而言，信息化包含了底層信息化、技術(shù)信息化和管理信息化。

此次機加工車間DNC數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)項目屬于企業(yè)底層信息化，如果車間底層信息化滯后，生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理不好、可能會導致生產(chǎn)緩慢、產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)鍵環(huán)節(jié)難以跟蹤、產(chǎn)品成本過高等重大問題。

2.3 DNC技術(shù)可行性

DNC是Direct Numerical Control或Distributed Numerical Control的簡稱，意為直接數(shù)字控制或分布數(shù)字控制。DNC最早研究開始于本世紀六十年代。它指的是將若干臺數(shù)控設備直接連接在一臺中央計算機上，由中央計算機負責NC程序的管理和傳送。當時的研究目的主要是為了解決早期數(shù)控設備（NC）因使用紙帶輸入數(shù)控加工程序而引起的一系列問題和早期數(shù)控設備的高計算成本等問題。

3.DNC系統(tǒng)總體架構(gòu)

機加工車間數(shù)服務器數(shù)據(jù)架構(gòu)建議系統(tǒng)所有被管理數(shù)據(jù)均置于車間技術(shù)室服務器中，兼做通信服務器。該服務器作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉蛄海袚鴶?shù)據(jù)的傳輸任務。DNC系統(tǒng)由管理模塊、通信模塊組成。通信服務器安裝DNC通訊模塊客戶端軟件，其他編程計算機安裝管理模塊客戶端，管理客戶端在局域網(wǎng)上動態(tài)浮動，在任意一臺安裝有DNC管理客戶端的計算機上均可以登陸。

具體架構(gòu)圖如下：

4.DNC系統(tǒng)管理功能

4.1生產(chǎn)管理

4.1.1計劃。任務計劃的錄入具有以下三種功能：

任務計劃由EXCEL表等多種格式導入，外部數(shù)據(jù)經(jīng)清洗和規(guī)范化轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)中并進行正確性校核。手工輸入，具有編輯修改功能。具有輸入記憶和格式正確性校驗功能，相同內(nèi)容避免重復操作。對于零件BOM已有的零件，具有通過輸入少量字符可在BOM上模糊搜索，調(diào)入的功能。

4.1.2毛坯收發(fā)。材料員在接到網(wǎng)上派工任務后，根據(jù)調(diào)度員的指令打印零件條形碼，并粘貼在合格證上進行發(fā)料。一個條碼對應一條作業(yè)計劃（一條作業(yè)計劃可能含一個任務號，也可能含多個任務號）。在生產(chǎn)進行過程中可進行拆分和合并處理，同時條碼隨合格證進行拆分，該情況下一條作業(yè)計劃可對應多個條碼。

4.1.3成品入出庫?？赏ㄟ^掃描加工零件條形碼進入成品入庫界面，可顯示待入庫的成品列表。對其進行成品入庫錄入操作。

進入成品出庫界面可顯示生產(chǎn)廠長指令轉(zhuǎn)出的成品列表，根據(jù)生產(chǎn)廠長的轉(zhuǎn)出指令，系統(tǒng)自動打印出庫單。錄入成品出庫信息，實現(xiàn)對生產(chǎn)任務計劃進行完工銷賬。

4.2工藝管理

4.2.1工藝信息的錄入與顯示。具有編制機加工藝的功能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)文檔一體化。工藝人員在工序及工藝卡片數(shù)據(jù)錄入與維護界面進行工藝信息錄入，工時信息項由專業(yè)的工時定額人員在工時錄入維護界面進行輸入。工藝信息作為工件的加工屬性存入數(shù)據(jù)庫。要求編輯過程中可實現(xiàn)工序的調(diào)整順序、添加、刪除、拷貝，工藝簡圖粘貼等功能。有模板或自定義模板的功能。自動填寫公共項。定制打印工藝卡片?？捎肊XCEL導出。

4.3質(zhì)量管理

4.3.1零部件質(zhì)量檢查信息錄入。檢查員通過掃描零件條形碼或手動輸入方式顯示該零件檢查數(shù)據(jù)錄入界面。通過手動輸入方式進行檢查信息輸入。按工序檢查（應由零部件的加工屬性來確定）。分別錄入檢查數(shù)據(jù)信息。

4.3.2不合格品處置。系統(tǒng)應能自動顯示不合格品明細列表，且按日期排序。對于還沒有處理的要求變顏色提示。直接選擇待處理零件就可以進入不合格品處置窗口。

5.結(jié)論

經(jīng)過與軟件公司超過一年的交互式合作，機加工車間DNC系統(tǒng)已經(jīng)構(gòu)建完成并投入生產(chǎn)。各項預期目標都基本實現(xiàn)。系統(tǒng)運行后，數(shù)控設備的實際切削時間由以前的45%左右提升至超過65%，車間產(chǎn)能提高40%。

通過我公司數(shù)字化改造成功的經(jīng)驗，說明現(xiàn)代企業(yè)車間通過科學數(shù)字化管理，能夠?qū)⒄麄€生產(chǎn)過程的效率提到最高，各種浪費降到最少，充分利用各種資源，從而大大降低生產(chǎn)成本，使資源配置達到最佳。

參考文獻

[1]戴勇，馬萬泰等編著.生產(chǎn)制造過程數(shù)字化管理.科學出版社，2004年.北京.

[2]李培根，張潔.敏捷化智能制造系統(tǒng)的重構(gòu)與控制.機械工業(yè)出版社，2003年1月