1 生產(chǎn)的需要使我們采用了DNC網(wǎng)絡(luò)

　　1.1 生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)的主要問題

　　隨著數(shù)控機床擁有量的增加和使用水平的提高，我廠大量的精密零件逐漸采用數(shù)控機床來制造，漸漸地我們發(fā)現(xiàn)了下面的一些問題：

　　(1)程序管理方面的問題加工零件的種類越來越多，使得程序數(shù)量很快增加，而數(shù)控系統(tǒng)存儲容量有限，不得不刪除舊的程序，以便輸入新的加工程序。由于許多機床的程序僅能以數(shù)字命名，因此在程序名稱與加工內(nèi)容的對應上不直觀，查找起來很不方便。重復生產(chǎn)時往往找不到原來用過的程序，或者需要重新輸入，占用了寶貴的機時，延誤了加工周期。

　　(2)程序輸入手段落后由于車間使用的數(shù)控機床存在多種不同的數(shù)控系統(tǒng)，在傳輸協(xié)議上有較大的區(qū)別。因此要采用不同的傳輸軟件來傳輸程序。更多的時候是由操作工在機編程，效率低、還要花很多時間去校驗。

　　1.2 解決問題的辦法

　　如何讓程序的管理更加規(guī)范化?如何減少程序的準備時間，讓機床有更多的時間來加工工件?生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題迫使我們廠開始思考如何更好地使用和發(fā)揮數(shù)控機床的效率。通過調(diào)研，我們廠決定對車間使用的數(shù)控機床進行DNC網(wǎng)絡(luò)管理，并提出了項目的幾個實施目標：(1)實現(xiàn)DNC系統(tǒng)與CAM系統(tǒng)的連接、程序數(shù)據(jù)庫管理、網(wǎng)絡(luò)通訊和在線加工；(2)實現(xiàn)機床工況數(shù)據(jù)的采集和生產(chǎn)效率統(tǒng)計；(3)具有開放的數(shù)據(jù)接口，便于與MES和PDM的集成。通過選型論證，我們最終采用了北京機床所精密機電有限公司的JCSDNC來構(gòu)建數(shù)控機床DNC網(wǎng)絡(luò)。兩年多的實際應用使我們受益非淺?，F(xiàn)將該項目的實施情況作一簡單介紹，供同行業(yè)參考。

2 DNc網(wǎng)絡(luò)的實施方案

　　2.1 加工設(shè)備和CAM軟件配置情況

　　需實施DNC管理的設(shè)備共17臺，系統(tǒng)主要是FANUC和HEIDENHAIN兩大類．共7種型號。設(shè)備集中在一樓車間，布局如圖1所示。CAM軟件為PTC的PRO—E，程編室設(shè)在二樓。

圖1設(shè)備布局

　　2.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　由于車間的數(shù)控機床擁有量不斷增加，因此我們要求所建立的DNC網(wǎng)絡(luò)應該具有良好的擴展能力，并能夠?qū)崿F(xiàn)長距離通訊以及與CAM系統(tǒng)的連接。圖2是該網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)簡圖。

圖2 DNC嘲絡(luò)結(jié)構(gòu)筒圖

　　在該網(wǎng)絡(luò)中采用了MOXA CN2500系列的串口服務(wù)器連接所有的機床。從二層CAM室將企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)延伸至一層車間，與CN2500串口服務(wù)器聯(lián)接。機床通訊網(wǎng)絡(luò)采用光電隔離器實現(xiàn)長距離傳輸，并有效地隔離機床系統(tǒng)與計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的地線。

　　2．3軟件模塊

　　本系統(tǒng)采用了JCSDNC V3.0軟件中的幾個模塊：NCBASE——數(shù)控程序數(shù)據(jù)庫與流程管理模塊、PowerDNC—DNC網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器模塊、PowerDA--通道通訊監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集模塊、PowerDA——數(shù)控作業(yè)安排模塊、PowerEDIT——程序編輯、比較、軌跡顯示模塊、Powerstat——加工業(yè)績統(tǒng)計模塊。

3 采用NCBASE實現(xiàn)程序的集中管理與流程控制

　　數(shù)控程序數(shù)據(jù)庫與流程管理模塊NCBASE是一個可供多人在局域網(wǎng)上同時使用的模塊?？梢詫⒊绦蛎c產(chǎn)品號、部件號、零件號、工序號關(guān)聯(lián)管理，甚至包括零件圖片、刀具表、程序極值、文件長度、生成日期等。具有快速的程序定位功能，可以在成千上萬個程序中快速地找出指定零件指定工序?qū)募庸こ绦颉?/span>

　　3.1 程序存儲方法和程序命名規(guī)則

　　JCSDNC可以將數(shù)控程序保存在數(shù)據(jù)庫里，同時也保留了傳統(tǒng)的DNC軟件中所采用的文件夾管理程序的方式。一臺機床可以對應一個文件夾、或者多臺機床對應一個文件夾，使用時可以靈活設(shè)置。我們現(xiàn)在的做法是：正式生產(chǎn)所用的程序按照嚴格的“產(chǎn)品名一部件名一零件名一工序號”的方式命名，并存儲在數(shù)據(jù)庫中；臨時使用的程序一般放在文件夾中(圖3)。

圖3數(shù)控程序的存儲管理

　　3.2 程序流程管理

　　數(shù)控程序一般要經(jīng)過“程序編輯一試切一鎖定一存檔”的不同階段。在JCSDNC中，按照程序所處的不同階段將程序標志為“編輯、試切、鎖定和存檔”四個狀態(tài)。

　　(1)編輯——手工或CAM編程，程序分處各編程軟件指定的文件夾中，可由程序員加載至NCBASE。

　　(2)試切——經(jīng)審核可以下發(fā)到機床進行試切驗證階段的程序。

　　(3)鎖定——經(jīng)試切驗證合格的從機床回傳到計算機中的程序。

　　(4)存檔——審核定型歸檔的程序。

　　程序狀態(tài)發(fā)生改變時的有關(guān)用戶、時間、改變后的狀態(tài)都實時記錄在數(shù)據(jù)庫中，必要時町以回溯其整個歷程。

4 網(wǎng)絡(luò)通訊實現(xiàn)高效準確的程序傳輸

　　JCSDNC是一個上位機無需人員值守的DNC系統(tǒng)，機床與計算機間通常采用“遠程指令”來聯(lián)絡(luò)。遠程指令是JCSDNC系統(tǒng)中約定的一些關(guān)于程序傳輸、信息查詢等命令，嵌入在一個專門用于聯(lián)絡(luò)計算機的簡短的數(shù)控程序中。使用時將該程序發(fā)送給計算機，計算機收到后根據(jù)程序中的遠程指令作響應。在JCSDNC中提供了多種程序下載方法，使用起來很方便。

　　(1)采用“遠程指令+程序文件名”調(diào)用如果數(shù)控系統(tǒng)具有全字符鍵盤且能熟記程序文件名的話，就可以用這種方法調(diào)用。指令格式如：／G GEARBOX-1?！埃疓”代表程序下載，“GEARBOX一1”為所請求的程序文件名。

　　(2)采用“遠程指令+程序流水號”調(diào)用車間中部分數(shù)控系統(tǒng)并不具備全字符鍵盤，如果按程序文件名調(diào)用就會出現(xiàn)部分字符不能輸入的情況。JCSDNC中有下面兩種方法可以方便地解決這個問題，而不需要用字符編碼的方式替代不能輸入的字符。

　?、傧螺d程序文件目錄列表：JCSDNC可以使用遠程指令將文件目錄列表下載到數(shù)控系統(tǒng)中。程序目錄列表前自動加了程序下載遠程指令。目錄列表中還包含程序長度、生成日期等信息，例如：

　?。?br/>　　Ol000
　　(／G ABC．NC一1234—2005—05—11)
　　(／G DEF．NC一1234—2005—05—11)
　　(／G GEARBOX一1．NC一1234—2005—05—11)
　　M30
　?。?/span>

　　如果要下傳GEARBOX-1程序時，只需要將前兩行刪除后再回傳給計算機就行了。這樣就解決了字符不全不能輸入文件名的問題。

　?、凇斑h程指令+程序流水號”調(diào)用：如果嫌輸入長串的文件名麻煩的話，還可以有更簡單的程序調(diào)用方法。由于數(shù)控程序保存在NCBASE中時除了與嚴格的文件名對應外，還有一個唯一的庫內(nèi)數(shù)字編號。因此還可以采用“遠程指令+程序流水號”的方法調(diào)用。例如，剛才的GEARBOX一1程序?qū)膸靸?nèi)編號是8099，則可以用“／N8099”來調(diào)用。我廠有臺HEIDEN．HAIN的TNC310系統(tǒng)，鍵盤上根本沒有字符鍵，但是利用它的編程指令也可以來實現(xiàn)程序下載、DNC加工等。采用的指令格式如下：

　　“L x+9999 Y+程序流水號”實現(xiàn)程序下載

　　“L x+9998 Y+程序流水號”實現(xiàn)在線加工

　　(3)采用“數(shù)控作業(yè)安排”直接接收有時侯，可利用JCSDNC中的“數(shù)控作業(yè)安排”模塊來指定數(shù)控機床一個時間段內(nèi)加工所需要的程序。這時候，在數(shù)控機床側(cè)只需要按一下輸入鍵，一批程序就能依次傳輸?shù)较到y(tǒng)中。使用“數(shù)控作業(yè)安排”還有一個好處就是：機床側(cè)只能獲得經(jīng)過作業(yè)安排所指定的程序，而不能隨意調(diào)取庫內(nèi)其它程序，這對技術(shù)保密要求很嚴的工廠是很實用的功能。

5 工況數(shù)據(jù)采集的實現(xiàn)

　　JCSDNC中提供了利用“宏程序”自動采集工況數(shù)據(jù)的功能。實際應用時，將編好的程序利用PowerEDIT中的后置處理就可以自動添加宏指令。添加了宏指令的程序傳入到FANUC類的數(shù)控系統(tǒng)后，只要程序運行，DNC計算機就能自動收集到加工開始／加工結(jié)束、當前程序名／指令轉(zhuǎn)速／進給速度／刀號等工況數(shù)據(jù)。由此可以進一步利用JCSDNC中的PowerStat模塊進行機床效率、加工結(jié)果統(tǒng)計，生成相關(guān)圖表。工況數(shù)據(jù)的采集也為我們進一步實施車間生產(chǎn)管理打下了基礎(chǔ)。

6 實施效果

　　JCSDNC在我廠兩年多的應用表明完全達到了當初提出的幾個目標，并產(chǎn)生了很好的效果。主要表現(xiàn)在：(1)NCBASE本身就是一個專用于程序管理的小型PDM。它的應用規(guī)范了程序命名規(guī)則，嚴格了程序管理，加強了程序數(shù)據(jù)的保密性。(2)提高了程序編制、傳輸效率，壓縮了程序準備時間，提高了機床的有效利用率。(3)系統(tǒng)有很好的集成性。采集到的工況數(shù)據(jù)存在開放的數(shù)據(jù)庫中，可以進一步處理以及被其它管理軟件調(diào)用。