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(jī)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(jī)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(chǔ)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(jī)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(duì)應(yīng)上不直觀，查找起來很不方便。重復(fù)生產(chǎn)時(shí)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(jī)時(shí)，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(jī)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(shí)候是由操作工在機(jī)編程，效率低、還要花很多時(shí)間去校驗(yàn)。

　　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(zhǔn)備時(shí)間，讓機(jī)床有更多的時(shí)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(jī)床的效率。通過調(diào)研，我們廠決定對(duì)車間使用的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行DNC網(wǎng)絡(luò)管理，并提出了項(xiàng)目的幾個(gè)實(shí)施目標(biāo)：(1)實(shí)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(shí)現(xiàn)機(jī)床工況數(shù)據(jù)的采集和生產(chǎn)效率統(tǒng)計(jì)；(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(jī)床所精密機(jī)電有限公司的JCSDNC來構(gòu)建數(shù)控機(jī)床DNC網(wǎng)絡(luò)。兩年多的實(shí)際應(yīng)用使我們受益非淺?，F(xiàn)將該項(xiàng)目的實(shí)施情況作一簡單介紹，供同行業(yè)參考。

2 DNc網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施方案

　　2.1 加工設(shè)備和CAM軟件配置情況

　　需實(shí)施DNC管理的設(shè)備共17臺(tái)，系統(tǒng)主要是FANUC和HEIDENHAIN兩大類．共7種型號(hào)。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(jī)床擁有量不斷增加，因此我們要求所建立的DNC網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有良好的擴(kuò)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(jī)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(jī)床通訊網(wǎng)絡(luò)采用光電隔離器實(shí)現(xiàn)長距離傳輸，并有效地隔離機(jī)床系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)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(gè)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(jì)模塊。

3 采用NCBASE實(shí)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(gè)可供多人在局域網(wǎng)上同時(shí)使用的模塊?？梢詫⒊绦蛎c產(chǎn)品號(hào)、部件號(hào)、零件號(hào)、工序號(hào)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(gè)程序中快速地找出指定零件指定工序?qū)?yīng)的加工程序。

　　3.1 程序存儲(chǔ)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(shí)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(tái)機(jī)床可以對(duì)應(yīng)一個(gè)文件夾、或者多臺(tái)機(jī)床對(duì)應(yīng)一個(gè)文件夾，使用時(shí)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(yán)格的“產(chǎn)品名一部件名一零件名一工序號(hào)”的方式命名，并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中；臨時(shí)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(chǔ)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(biāo)志為“編輯、試切、鎖定和存檔”四個(gè)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(jī)床進(jìn)行試切驗(yàn)證階段的程序。

　　(3)鎖定——經(jīng)試切驗(yàn)證合格的從機(jī)床回傳到計(jì)算機(jī)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(shí)的有關(guān)用戶、時(shí)間、改變后的狀態(tài)都實(shí)時(shí)記錄在數(shù)據(jù)庫中，必要時(shí)町以回溯其整個(gè)歷程。

4 網(wǎng)絡(luò)通訊實(shí)現(xiàn)高效準(zhǔn)確的程序傳輸

　　JCSDNC是一個(gè)上位機(jī)無需人員值守的DNC系統(tǒng)，機(jī)床與計(jì)算機(jī)間通常采用“遠(yuǎn)程指令”來聯(lián)絡(luò)。遠(yuǎn)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(gè)專門用于聯(lián)絡(luò)計(jì)算機(jī)的簡短的數(shù)控程序中。使用時(shí)將該程序發(fā)送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)收到后根據(jù)程序中的遠(yuǎn)程指令作響應(yīng)。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(yuǎn)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(qǐng)求的程序文件名。

　　(2)采用“遠(yuǎn)程指令+程序流水號(hào)”調(diào)用車間中部分?jǐn)?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(huì)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(gè)問題，而不需要用字符編碼的方式替代不能輸入的字符。

　　①下載程序文件目錄列表：JCSDNC可以使用遠(yuǎn)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(dòng)加了程序下載遠(yuǎn)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(shí)，只需要將前兩行刪除后再回傳給計(jì)算機(jī)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(yuǎn)程指令+程序流水號(hào)”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(shí)除了與嚴(yán)格的文件名對(duì)應(yīng)外，還有一個(gè)唯一的庫內(nèi)數(shù)字編號(hào)。因此還可以采用“遠(yuǎn)程指令+程序流水號(hào)”的方法調(diào)用。例如，剛才的GEARBOX一1程序?qū)?yīng)的庫內(nèi)編號(hào)是8099，則可以用“／N8099”來調(diào)用。我廠有臺(tái)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(shí)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(hào)”實(shí)現(xiàn)程序下載

　　“L x+9998 Y+程序流水號(hào)”實(shí)現(xiàn)在線加工

　　(3)采用“數(shù)控作業(yè)安排”直接接收有時(shí)侯，可利用JCSDNC中的“數(shù)控作業(yè)安排”模塊來指定數(shù)控機(jī)床一個(gè)時(shí)間段內(nèi)加工所需要的程序。這時(shí)候，在數(shù)控機(jī)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(gè)好處就是：機(jī)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(duì)技術(shù)保密要求很嚴(yán)的工廠是很實(shí)用的功能。

5 工況數(shù)據(jù)采集的實(shí)現(xiàn)

　　JCSDNC中提供了利用“宏程序”自動(dòng)采集工況數(shù)據(jù)的功能。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，將編好的程序利用PowerEDIT中的后置處理就可以自動(dòng)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(yùn)行，DNC計(jì)算機(jī)就能自動(dòng)收集到加工開始／加工結(jié)束、當(dāng)前程序名／指令轉(zhuǎn)速／進(jìn)給速度／刀號(hào)等工況數(shù)據(jù)。由此可以進(jìn)一步利用JCSDNC中的PowerStat模塊進(jìn)行機(jī)床效率、加工結(jié)果統(tǒng)計(jì)，生成相關(guān)圖表。工況數(shù)據(jù)的采集也為我們進(jìn)一步實(shí)施車間生產(chǎn)管理打下了基礎(chǔ)。

6 實(shí)施效果

　　JCSDNC在我廠兩年多的應(yīng)用表明完全達(dá)到了當(dāng)初提出的幾個(gè)目標(biāo)，并產(chǎn)生了很好的效果。主要表現(xiàn)在：(1)NCBASE本身就是一個(gè)專用于程序管理的小型PDM。它的應(yīng)用規(guī)范了程序命名規(guī)則，嚴(yán)格了程序管理，加強(qiáng)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(zhǔn)備時(shí)間，提高了機(jī)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(jìn)一步處理以及被其它管理軟件調(diào)用。