前言  

    信息革命是繼農(nóng)業(yè)革命、工業(yè)革命之后的第三次產(chǎn)業(yè)革命，它正在引發(fā)人類歷史上第三次歷史性的飛躍。正是信息化的實際應(yīng)用把人們從可見的機械應(yīng)用帶入到了虛擬的數(shù)字信號應(yīng)用。信息化的實際應(yīng)用有效的推動了制造業(yè)的快速、高效地發(fā)展。在中國，航空制造業(yè)、汽車制造業(yè)、電子制造業(yè)等領(lǐng)頭行業(yè)引領(lǐng)著工業(yè)制造信息化的發(fā)展潮流。隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息管理技術(shù)以及CAD/CAE/CAM集成化技術(shù)的逐步成熟和廣泛應(yīng)用，為企業(yè)實現(xiàn)數(shù)控設(shè)備的有效管理和設(shè)計制造一體化提供了強有力的技術(shù)手段。機車制造業(yè)的信息化實際應(yīng)用起步比較晚，發(fā)展緩慢，但卻具有廣闊的發(fā)展空間。作為機車行業(yè)的排頭兵，大同電力機車有限責(zé)任公司充分考慮了信息化對工業(yè)化的強有力的推動作用，投資引進(jìn)現(xiàn)代化的CNC加工設(shè)備、先進(jìn)的CAD/CAM技術(shù)等組建高水平的專業(yè)化生產(chǎn)車間。特別是隨著企業(yè)新的高精設(shè)備數(shù)控設(shè)備的數(shù)量不斷增多，系統(tǒng)繁雜，管理困難。如何加強對它們的管理、使其發(fā)揮出最大的經(jīng)濟(jì)效益成了企業(yè)制造信息化建設(shè)的重要課題。公司在充分考慮了信息化整體集成后，提出了分布式多用戶DNC系統(tǒng)解決方案。

1、DNC的作用       

    廣義上的DNC分布式數(shù)字控制（Distributed Number Control），是以計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等為基礎(chǔ)，把數(shù)控機床與上層控制計算機集成起來，從而實現(xiàn)數(shù)控機床的集中控制管理，以及數(shù)控機床與上層控制計算機間的信息交換。它是現(xiàn)代化機械加工車間實現(xiàn)設(shè)備集成、信息集成、功能集成的一種新方法，是車間自動化的重要模式，是實現(xiàn)MES等系統(tǒng)的重要組成部分，是實現(xiàn)CAD/CAM和計算機輔助生產(chǎn)管理系統(tǒng)集成的紐帶。           

    具體來講，DNC系統(tǒng)可以有效解決目前數(shù)控生產(chǎn)車間一些普遍存在的問題。

    1.1車間現(xiàn)有的數(shù)控系統(tǒng)繁雜，各系統(tǒng)之間所用的通訊程序也不一樣，同車公司的數(shù)控機床涉及的數(shù)控系統(tǒng)包括MELDAS 50L、NUM、FANUC、Siemens等幾十種，每種不同的控制系統(tǒng)又有多種不同的型號，造成相互之間互不兼容的現(xiàn)狀，給技術(shù)人員、操作人員的編程和應(yīng)用帶來很多不便，大大地限制了零件的轉(zhuǎn)移加工。

    1.2幾十臺數(shù)控設(shè)備分布零散，坐落在十幾個跨，五個車間，全部單機作業(yè)管理模式，無論是在程序的傳輸還是在機床的管理上都存在很多不便。如，我們目前程序的傳輸基本為直接輸機或通過軟盤傳輸。就機床的數(shù)量而言，分別為每臺機床傳輸程序占用的時間就很大，直接影響機床的使用效率。

    1.3程序流程的審批一直以來走紙面流程，缺乏嚴(yán)格統(tǒng)一的流程審批管理制度，機床長期存放大量程序，版本管理成為問題。

    1.4缺乏有效收集機床利用率、加工工時、故障報警等實際數(shù)據(jù)的手段，數(shù)據(jù)的共享與收集成為問題。這些信息的收集將是PDM和ERP輸入信息的基礎(chǔ)，也是各項管理工作的基礎(chǔ)。

    1.5程序傳輸用單機或筆記本的形式，頻繁的熱插熱拔容易燒壞機床接口。

    1.6部分老的數(shù)控系統(tǒng)，內(nèi)存空間有限，程序一多，機床的內(nèi)存空間就不夠了，大量的加工程序不得不進(jìn)行反復(fù)的刪除和鍵入，直接影響到數(shù)控機床的使用效率。

    2、DNC的實際應(yīng)用

    2.1 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)                

    考慮到計算機控制的靈活性以及數(shù)控機床相互之間的影響性，網(wǎng)絡(luò)布線采用了單串口服務(wù)器的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。直接利用公司現(xiàn)有局域網(wǎng)，將網(wǎng)絡(luò)延伸到各設(shè)備節(jié)點，從而使數(shù)控設(shè)備與各個服務(wù)器及工作站形成一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。每臺串口數(shù)控設(shè)備上都分別裝有一臺單串口設(shè)備服務(wù)器，實現(xiàn)任意設(shè)備與以太網(wǎng)直接相聯(lián)，達(dá)到在以太網(wǎng)上的任意一臺計算機，都可以直接控制任意一臺數(shù)控設(shè)備。同時兼顧網(wǎng)絡(luò)傳輸對距離的局限性，在車間距離較遠(yuǎn)的位置設(shè)置了二級交換機。

    這樣的布線方案具有以下特點：

    2.1.1靈活性好，管理思路清晰，可以做到任意一臺計算機都可以直接控制任意一臺數(shù)控設(shè)備，與多串口服務(wù)器相比，數(shù)控設(shè)備控制的靈活性更大。

    2.1.2可靠性強，因為這種連接方式是典型的星型連接，即便單串口設(shè)備服務(wù)器發(fā)生故障，只會影響一臺設(shè)備。

    2.1.3不受RS232傳輸距離的限制，確保系統(tǒng)傳輸穩(wěn)定可靠。

    下圖為網(wǎng)絡(luò)布局示意圖。

2.2 管理流程          

     考慮到公司的管理模式，CIMCO DNC的實施采用多用戶二級管理模式。分為高級權(quán)限用戶、車間二級管理權(quán)限用戶二級。主要流程控制由車間獨立完成，形成各車間管理小模塊，同時各管理小模塊又通過公司網(wǎng)絡(luò)并入公司級管理模塊，從而實現(xiàn)管理的統(tǒng)一性。          

     各車間分別設(shè)立編程員、審核員、批準(zhǔn)員，利用CIMCO DNC程序管理流程進(jìn)行程序的過程審批，并將固定后的程序歸檔進(jìn)入PDM數(shù)據(jù)庫。         

    程序定型后，操作人員根據(jù)生產(chǎn)指令，到指定地點進(jìn)行程序調(diào)用，程序加工完成后，程序上傳車間編程人員，編程人員對程序是否改動進(jìn)行比較驗證。

    下圖為程序管理審批流程示意圖。

2.3 實際應(yīng)用  

    2.3.1高級權(quán)限員的應(yīng)用         

    高級權(quán)限管理員根據(jù)公司生產(chǎn)組織現(xiàn)狀進(jìn)行用戶創(chuàng)立、權(quán)限分配。

    2.3.2車間服務(wù)器/客戶端的應(yīng)用          

    在生產(chǎn)車間技術(shù)組設(shè)立車間級服務(wù)器，用來管理車間技術(shù)組一定數(shù)量的數(shù)據(jù)庫客戶端，根據(jù)車間實踐情況進(jìn)行用戶設(shè)立和權(quán)限開通。可以瀏覽本車間數(shù)據(jù)庫內(nèi)的程序和各種信息。在數(shù)據(jù)庫客戶端上，技術(shù)人員可以對數(shù)控程序進(jìn)行管理，數(shù)控程序的整個審批流程在本車間數(shù)據(jù)客戶端實現(xiàn)。編程人員定期根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)把加工程序添加到指定地點。

    2.3.3加工現(xiàn)場的應(yīng)用      

    為了加工現(xiàn)場操作人員的實際應(yīng)用，在車間現(xiàn)場設(shè)置了客戶端，操作人員可以根據(jù)個人權(quán)限進(jìn)行加工程序的調(diào)用、工藝文件、程序仿真的查看以及三維模型、教學(xué)錄像的觀看等操作。

    下圖為生產(chǎn)現(xiàn)場觸摸客戶端。

    同時操作者也可以通過數(shù)控機床操作界面進(jìn)行程序的傳輸。

具體分為以下幾步：

1、在機床端通過控制面板，向服務(wù)器發(fā)送查詢請求，服務(wù)器自動識別請求端口，并向請求端發(fā)送當(dāng)前的數(shù)控程序列表。

2、根據(jù)生產(chǎn)指令和操作工藝卡片，在數(shù)控程序列表中找到生產(chǎn)所用加工程序，在需要調(diào)用的數(shù)控程序行前面加上請求發(fā)送的標(biāo)志信息，然后向服務(wù)器發(fā)送該程序列表。

3、服務(wù)器根據(jù)接收到的程序列表和所請求發(fā)送的標(biāo)志信息，自動向相應(yīng)的端口發(fā)送要求的數(shù)控程序。

4、在機床端接收請求發(fā)送的數(shù)控程序，然后進(jìn)行程序的實際加工。加工完成將程序上傳編程人員進(jìn)行比較驗證。

3、結(jié)束語     

    數(shù)控機床網(wǎng)絡(luò)CIMCO DNC應(yīng)用和實施，使機床的程序傳輸效率和傳輸準(zhǔn)確性大大提高，對生產(chǎn)過程的監(jiān)控、管理具有很大的輔助作用，使數(shù)控程序的管理規(guī)范化、系統(tǒng)化向前邁出了一大步。同車公司有了目前的數(shù)控機床網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，為將來的車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)、設(shè)備在線維護(hù)系統(tǒng)和上端的PDM、ERP等系統(tǒng)提供了一個鏈接的平臺，成為了整個企業(yè)信息化建設(shè)的重要組成部分。