數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)與程序管理

吳厚文（沈陽(yáng)黎明航空零部件制造有限公司，遼寧　沈陽(yáng)　110043）

數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)與程序管理

吳厚文
（沈陽(yáng)黎明航空零部件制造有限公司，遼寧沈陽(yáng)110043）

本文分析了現(xiàn)有機(jī)床的通訊接口方式，并根據(jù)接口方式的特點(diǎn)建立了數(shù)控機(jī)床與服務(wù)器進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。分析了數(shù)控程序管理的現(xiàn)狀，開(kāi)發(fā)了基于Extjs框架的WEB型數(shù)控程序管理系統(tǒng)。

EXTJS；數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)；程序管理

隨著我國(guó)制造業(yè)的飛速發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)在制造業(yè)中扮演的角色越來(lái)越重要。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和制造自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展，DNC也逐漸由單一的程序傳輸演變?yōu)榧瘮?shù)據(jù)管理、生產(chǎn)信息監(jiān)控等功能的擴(kuò)展DNC，成為CIMS集成的關(guān)鍵一環(huán)。

1　數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)方式

目前機(jī)床的主要通信接口分串行口和以太網(wǎng)口三種。串口通信是數(shù)控機(jī)床有RS232C接口，或有RS422、RS485等高速遠(yuǎn)距離傳輸接口；而太網(wǎng)口通信是通過(guò)以太網(wǎng)來(lái)連接到工廠(chǎng)局域網(wǎng)（LAN），從而實(shí)現(xiàn)機(jī)床與系統(tǒng)的通信，如Fanuc15、Siemens840D等系統(tǒng)具有以太網(wǎng)接口。根據(jù)機(jī)床通訊接口的不同，機(jī)床的數(shù)據(jù)采集一般可以采用如下幾種方式：

1.1TCP/IP直接連接方式。對(duì)于機(jī)床中采用西門(mén)子840D/810D+PCU50的可以直接使用以太網(wǎng)的方式。該方式不用增加多少硬件，直接使用PCU50的網(wǎng)卡將數(shù)據(jù)輸出到服務(wù)器上?？蓪?shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)主要包括：機(jī)床操作狀態(tài)：手動(dòng)，自動(dòng)，MDI等；主軸轉(zhuǎn)速、主軸倍率，主軸功率；進(jìn)給速度、進(jìn)給倍率；程序運(yùn)行狀態(tài)（運(yùn)行，停止，暫停等）；當(dāng)前執(zhí)行的程序名稱(chēng)和路徑；當(dāng)前使用的刀具號(hào)；報(bào)警及報(bào)警信息和時(shí)間。

1.2通過(guò)串口進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。對(duì)于機(jī)床中采用西門(mén)子840D/810D+MMC103的可以通過(guò)MMC103上的串口進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。由于MMC103的標(biāo)準(zhǔn)配置不具備以太網(wǎng)絡(luò)接口，因此采集的數(shù)據(jù)輸出到MMC103的串口上，然后通過(guò)串口服務(wù)器將網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)絡(luò)并入到車(chē)間網(wǎng)絡(luò)上。使用這種方式，需要增加串口服務(wù)器硬件，但采集的數(shù)據(jù)量和采集的效果與TCP/IP直接采集的方式相當(dāng)?？蓪?shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)主要包括：機(jī)床操作狀態(tài)：手動(dòng)，自動(dòng)，MDI等；主軸轉(zhuǎn)速、主軸倍率，主軸功率；進(jìn)給速度、進(jìn)給倍率；程序運(yùn)行狀態(tài)（運(yùn)行，停止，暫停等）；當(dāng)前執(zhí)行的程序名稱(chēng)和路徑；當(dāng)前使用的刀具號(hào)；報(bào)警及報(bào)警信息和時(shí)間。

1.3通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。對(duì)于采用西門(mén)子802D和802Dsl系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，可以通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。由于802Dsl系統(tǒng)的版本比較低，基本上低于V01.02.00，因此通過(guò)修改802D系統(tǒng)的PLC程序，可以將機(jī)床的一些基本狀態(tài)輸出給數(shù)據(jù)采集模塊，通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上，上傳給數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控服務(wù)器上。該方式受系統(tǒng)的限制，較前兩種方式，數(shù)據(jù)量有一些限制，并且需要修改PLC程序以得到更多的數(shù)據(jù)，硬件方面需要增加采集模塊及其信號(hào)轉(zhuǎn)換電路?？蓪?shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)主要包括：機(jī)床操作狀態(tài)：手動(dòng)，自動(dòng)，MDI等；主軸倍率，主軸工作狀況（啟動(dòng)，停止），主軸轉(zhuǎn)速；進(jìn)給倍率；程序運(yùn)行狀態(tài)（運(yùn)行，停止，暫停等）；當(dāng)前使用的刀具號(hào)；是否有報(bào)警。

1.4Fanuc系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方式

Fanuc系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方案可以通過(guò)宏程序輸出機(jī)床的部分狀態(tài)到串口上，然后在服務(wù)器接受數(shù)據(jù)。其網(wǎng)絡(luò)布線(xiàn)方式仍然通過(guò)串口服務(wù)器轉(zhuǎn)成TCP/IP以進(jìn)行遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸。該種方式可適用于幾乎所有的Fanuc系統(tǒng)。該方式數(shù)據(jù)有部分限制。

2　數(shù)控程序的管理

2.1數(shù)控程序管理的現(xiàn)狀

目前，大部分技術(shù)人員采取的方式是每個(gè)人在計(jì)算機(jī)上建立不同的目錄，隨著人員的增加，程序量的膨脹，存在程序版本混亂、查找困難等問(wèn)題，如果有人調(diào)動(dòng)或跳槽，其程序能否安全地調(diào)用的確是個(gè)疑問(wèn)，再者，程序的安全問(wèn)題，自己已調(diào)好的程序有可能誤操作，乃至別人無(wú)意更改了你的程序，這些都是經(jīng)常發(fā)生的問(wèn)題。另外，程序在調(diào)用之前能否查看一下刀路軌跡、兩個(gè)版本能否智能地比較一下，有沒(méi)有更改的字符，有沒(méi)有錯(cuò)漏行？能否實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的地址數(shù)學(xué)運(yùn)算？程序結(jié)構(gòu)問(wèn)題，數(shù)控程序要和對(duì)應(yīng)的零件模型關(guān)聯(lián)，還要有相應(yīng)的刀具清單、刀具參數(shù)、工藝卡片等文檔，隨著虛擬加工技術(shù)的普及，把關(guān)鍵工序的加工狀態(tài)、裝夾狀態(tài)、特殊刀具形狀記錄下來(lái)，并與程序一起存放，下一次調(diào)用就很形象、很直觀。最后一個(gè)是程序狀態(tài)問(wèn)題，有剛編寫(xiě)的，有在調(diào)試的，有定型的，如何區(qū)分不同性質(zhì)的程序，對(duì)不同的人設(shè)置不同的權(quán)限，也是非常重要的。

2.2數(shù)控程序管理系統(tǒng)的建立

采用基于EXTJS框架技術(shù)，開(kāi)發(fā)B/S結(jié)構(gòu)的WEB型數(shù)控程序管理系統(tǒng)能有效的解決由于數(shù)控程序量大而帶來(lái)的效率低下、不能信息共享以及工藝參數(shù)統(tǒng)計(jì)不便等問(wèn)題。系統(tǒng)采用WAMP（Windows+Apache +Mysql+Php）架構(gòu)，其中apache、mysql以及php都是開(kāi)源軟件，因此可以大大節(jié)省成本。采用現(xiàn)在流行的B/S（Browser/ Server）運(yùn)行方式，客戶(hù)端不需要安裝紛繁復(fù)雜的客戶(hù)端軟件，只需要安裝常用的瀏覽器，在系統(tǒng)維護(hù)和升級(jí)時(shí)只需管理服務(wù)器端即可，這樣就能降低維護(hù)和升級(jí)成本。同時(shí)系統(tǒng)還大量運(yùn)用AJAX技術(shù)（Java Script+CSS+DOM+XMLHttpRequest），通過(guò)使用JavaScript操作DOM來(lái)改變和刷新用戶(hù)界面不斷地重繪和重新組織顯示給用戶(hù)的數(shù)據(jù)，并且處理用戶(hù)基于鼠標(biāo)和鍵盤(pán)的交互。CSS為應(yīng)用提供了一致的外觀，并且為以編程方式操作DOM提供了強(qiáng)大的捷徑。XMLHttpRequest對(duì)象則用來(lái)與服務(wù)器進(jìn)行異步通信，在用戶(hù)工作時(shí)提交用戶(hù)的請(qǐng)求并獲取最新的數(shù)據(jù)。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)采用基于EXTJS框架技術(shù)，開(kāi)發(fā)B/S結(jié)構(gòu)的WEB型數(shù)控程序管理系統(tǒng)能從數(shù)控程序的源頭開(kāi)始高效、便捷地進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)化管理，做到數(shù)控程序目錄清晰，版次分明，查詢(xún)方便等。同時(shí)將數(shù)控機(jī)床與服務(wù)器進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，數(shù)控機(jī)床能從機(jī)床端自動(dòng)調(diào)用計(jì)算機(jī)內(nèi)的NC程序文件，傳輸距離不受限制等。機(jī)床聯(lián)網(wǎng)和數(shù)控程序網(wǎng)絡(luò)化管理能極大地提高工廠(chǎng)數(shù)控程序管理和數(shù)控加工的效率。

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