基于網(wǎng)絡DNC集成環(huán)境下的數(shù)控加工技術

周文勝

（湛江市第二技工學校，廣東 湛江 524001）

基于網(wǎng)絡DNC集成環(huán)境下的數(shù)控加工技術

周文勝

（湛江市第二技工學校，廣東 湛江 524001）

從網(wǎng)絡DNC系統(tǒng)的定義、主要優(yōu)點和開發(fā)過程中應堅持的原則這三個方面對網(wǎng)絡DNC集成環(huán)境進行介紹，對網(wǎng)絡DNC環(huán)境下數(shù)控加工系統(tǒng)的結構組成和功能實現(xiàn)進行詳細的說明。重點探討了建設網(wǎng)絡化DNC集成數(shù)控加工系統(tǒng)時需要完成的主要工作和會遇到的潛在問題。

DNC；網(wǎng)絡化；數(shù)控加工；加工精度；集成環(huán)境

隨著工業(yè)水平的不斷提高，其對制造業(yè)加工精度和效率的要求也在不斷提高，加工技術也成為了一個主要競爭領域。數(shù)控加工技術由于具有操作簡單、加工精度高等優(yōu)點已經(jīng)在制造業(yè)中得到了廣泛的運用，特別是近些年來隨著計算機技術和互聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，如何在網(wǎng)絡DNC集成環(huán)境下建設數(shù)控加工系統(tǒng)，使得計算機輔助設計能夠與制造機床進行更好的信息交換，從而提高加工效率和精度更是成為當下數(shù)控加工技術的研究重點。

1 網(wǎng)絡DNC集成環(huán)境簡述

1.1 網(wǎng)絡DNC系統(tǒng)的定義

DNC(Distributed Numerical Control)在制造業(yè)中常被稱為分布式數(shù)字控制。最初的DNC系統(tǒng)主要是運用一臺計算機去實現(xiàn)對多臺數(shù)控機床的管理，其集成化程度較低，運用范圍較窄。網(wǎng)絡DNC系統(tǒng)主要是通過將互聯(lián)網(wǎng)技術融合到原有的數(shù)控加工系統(tǒng)之中，使得傳統(tǒng)的單機數(shù)控機床各自為戰(zhàn)的模式能夠得到改變，數(shù)控機床與上層計算機，數(shù)控機床與數(shù)控機床之間的信息交流能夠得以實現(xiàn)，從而能夠實現(xiàn)從計算機仿真到加工制造的一體化過程，極大的降低了人為因素對加工過程的影響，從而使得加工效率和質量都能夠得到大幅度的提高。

1.2 網(wǎng)絡DNC系統(tǒng)的主要優(yōu)點

與傳統(tǒng)的DNC系統(tǒng)相比，網(wǎng)絡DNC系統(tǒng)主要具有以下優(yōu)點。

（1）網(wǎng)絡集成度更好，既可實現(xiàn)單一產區(qū)內部機床的集成，也可以實現(xiàn)多個廠區(qū)機床之間的集成，系統(tǒng)具有更好的可擴展性，能夠更好的適應制造企業(yè)的發(fā)展需求。

（2）傳輸?shù)膬热莞迂S富。傳統(tǒng)的DNC系統(tǒng)往往只是進行主控計算機到數(shù)控機床之間的單向指令傳輸，傳輸數(shù)據(jù)的信息量小。而網(wǎng)絡DNC系統(tǒng)不僅能夠實現(xiàn)NC程序指令的傳輸，還能夠實現(xiàn)對數(shù)控機床工作狀態(tài)的監(jiān)控，其信息的傳遞是雙向的。

（3）管理更加便捷。網(wǎng)絡DNC系統(tǒng)使得用戶通過專用的管理平臺便能夠實現(xiàn)指令發(fā)送、物料輸送以及設備信息監(jiān)測等功能，使得管理的人員的工作環(huán)境能夠得到極大的改善，也在一定程度上提高了加工制造的自動化程度，使得無人制造的目標能夠更好的實現(xiàn)。

1.3 開發(fā)網(wǎng)絡DNC系統(tǒng)應遵循的原則

雖然說網(wǎng)絡DNC系統(tǒng)具有諸多優(yōu)點，近些年來網(wǎng)絡DNC集成系統(tǒng)也得到了快速的發(fā)展，但是在開發(fā)網(wǎng)絡DNC系統(tǒng)的過程中仍然需要遵循以下原則。

（1）經(jīng)濟性原則。網(wǎng)絡DNC系統(tǒng)并不是功能越多越好，制造企業(yè)應該根據(jù)企業(yè)的規(guī)模、設備特點和生產情況等自身條件去建設更加實用更加經(jīng)濟的DNC系統(tǒng)，從而能夠在盡可能的減少成本的前提下實現(xiàn)所需要的功能。

（2）可靠性原則。建設網(wǎng)絡DNC系統(tǒng)的一個主要目的便是提高生產效率，倘若系統(tǒng)的可靠性沒有保障，經(jīng)常出現(xiàn)各種故障，只會嚴重的降低工作效率，與最初的目的背道而馳。

（3）安全性原則。網(wǎng)絡DNC系統(tǒng)的安全主要包括網(wǎng)絡安全和廠區(qū)安全這兩大部分，網(wǎng)絡安全主要是保證DNC系統(tǒng)不會受到非授權用戶的攻擊，而廠區(qū)安全主要是要保證在加工過程中廠區(qū)內的各種設備能夠正常運轉，不會發(fā)生安全事故。

（4）可擴展性和可移植性原則。隨著企業(yè)的不斷發(fā)展，企業(yè)的規(guī)模在不斷擴大，數(shù)控設備的更新?lián)Q代也在加快，因此必須在開發(fā)網(wǎng)絡DNC系統(tǒng)時必須充分的考慮其可擴展性和可移植性，從而使得其能夠滿足企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需求。

2 網(wǎng)絡DNC集成環(huán)境下數(shù)控加工系統(tǒng)的結構組成與功能實現(xiàn)

2.1 網(wǎng)絡DNC集成環(huán)境下數(shù)控加工系統(tǒng)的結構組成

網(wǎng)絡DNC集成環(huán)境下數(shù)控加工系統(tǒng)主要與企業(yè)的生產規(guī)模和生產設備的數(shù)量有關。對于一般的中小企業(yè)來說，控制結構便能夠滿足的實際的需求。一般結構的DNC系統(tǒng)主要由設備層和工作站層組成，操作人員通過系統(tǒng)主機便能實現(xiàn)對車間內數(shù)控機床的控制，其具有建設成本低、技術要求低以及結構簡單等優(yōu)點，同時也能夠很好的滿足中小企業(yè)的實際需求。而對于大型的企業(yè)來說，更多的是選用多級控制結構，其中最為常見的是三級控制結構，即在原有的工作站層上面再增加一個指揮控制中心，從而能夠實現(xiàn)多個廠區(qū)管理與信息交流。

2.2 網(wǎng)絡化數(shù)控加工系統(tǒng)需要實現(xiàn)的主要功能

在網(wǎng)絡DNC集成環(huán)境下建設數(shù)控加工系統(tǒng)主要需要實現(xiàn)的功能有以下幾個。

（1）能夠實現(xiàn)對數(shù)控機床的集中監(jiān)控和分布式控制。管理人員在控制室內便能準確的掌握車間內各個機床的工作信息，并且能夠實現(xiàn)對車間內所有機床的準確控制，從而能夠極大的降低企業(yè)的生產成本。

（2）能夠實現(xiàn)網(wǎng)絡內部的數(shù)據(jù)共享，其利用網(wǎng)絡實現(xiàn)數(shù)控中心和機床設備之間的雙向信息交換，數(shù)控機床可根據(jù)接收到的指令開展加工操作，數(shù)控中心可以根據(jù)機床設備反饋的信息及時調整工作計劃。

（3）可以實現(xiàn)跨平臺的操作。即網(wǎng)絡外部的用戶在得到管理者的授權之后也可實現(xiàn)對數(shù)控加工設備的遠程操控，從而能夠實現(xiàn)客戶與加工設備的直接對話，大大的提高加工制造的工作效率。

3 建設網(wǎng)絡化DNC集成數(shù)控加工系統(tǒng)需要完成的主要工作

3.1 通信網(wǎng)絡的建設

通信網(wǎng)絡是網(wǎng)絡化DNC集成數(shù)控加工系統(tǒng)的基礎，沒有高質量的通信網(wǎng)絡的支撐，DNC數(shù)控系統(tǒng)的質量將毫無保障。網(wǎng)絡化DNC集成數(shù)控加工系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡主要由控制端、數(shù)控機床、輸入輸出接口、信號轉換接口和傳輸介質這幾大部分組成，由于各個車間內的所用機床設備的型號都不盡相同，機床上預留的通信接口也不盡相同，因此為了實現(xiàn)全網(wǎng)通信，必須采用信號轉換接口來實現(xiàn)信號的轉換。網(wǎng)絡結構的設計是通信網(wǎng)絡建設過程中的一個主要內容，好的網(wǎng)絡結構可以極大的提高系統(tǒng)的可靠性和工作效率，目前最為常見的為星型網(wǎng)絡拓補結構，其主要優(yōu)點是單一設備的故障并不會對其它設備的運行產生較大的影響。

3.2 管理平臺的開發(fā)

管理平臺的開發(fā)是建設網(wǎng)絡化DNC集成數(shù)控系統(tǒng)加工系統(tǒng)的關鍵所在，其應該具有操作簡單、易于維護等主要優(yōu)點。管理平臺的開發(fā)需要完成以下幾項主要工作。

（1）人機交互式界面的設計。所設計的人機交互式界面不僅需要滿足操作者的日常需求，還應該能夠直觀明了的反應車間中各類機床的實時信息，使得各種操作都能快速的進行。

（2）任務管理模塊的設計。管理平臺的一個主要功能便是實現(xiàn)指令的輸送，因此任務管理模塊需要實現(xiàn)加工工藝選擇、加工路線規(guī)劃以及加工計劃安排等功能，以此來提高整個系統(tǒng)的工作效率。

（3）自檢模塊的設計。自檢模塊主要是通過仿真的手段及時發(fā)現(xiàn)加工過程中可能出現(xiàn)的各種問題，從而最大限度的減少人為失誤造成的經(jīng)濟損失。

4 建設網(wǎng)絡化DNC集成數(shù)控加工系統(tǒng)過程中遇到的主要問題

雖然說網(wǎng)絡化DNC數(shù)控加工系統(tǒng)近些年來得到了不錯的發(fā)展，但是在這個過程中也遇到了諸多問題，其中最為典型的有以下幾個。

（1）干擾性問題。由于生產車間的設備眾多，工作環(huán)境復雜，DNC網(wǎng)絡通信容易受到外界因素的干擾，從而給系統(tǒng)的運行帶來諸多不確定因素。

（2）系統(tǒng)的兼容性問題。由于種種原因，有的企業(yè)所用的機床設備無論是型號還是類型都存在較大的差異，如何實現(xiàn)各類功能各異的設備之間的組網(wǎng)，也是系統(tǒng)建設過程中的一個難點。

5 結語

數(shù)控加工技術是制造業(yè)發(fā)的重點所在，在網(wǎng)絡DNC集成環(huán)境下進行數(shù)控加工系統(tǒng)的建設，將有助于提高數(shù)控加工的工作效率和加工精度，為制造業(yè)的快速發(fā)展提供更有力的保障。

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TG659

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1671-0711（2017）04（下）-0089-02