天津航空機電有限公司（300308) 張作軍

近幾年，隨著計算機技術、通信技術和數(shù)控技術的發(fā)展以及制造自動化的需要，DNC技術得到越來越廣泛的應用。目前，以CIMS為代表的企業(yè)信息化理念已經(jīng)受到現(xiàn)代化企業(yè)越來越多的重視，DNC也逐漸由單一的程序傳輸演變?yōu)榧植际匠绦蛲ㄐ?、程序編輯與仿真及數(shù)控程序管理等強大功能于一體的綜合系統(tǒng)。

1.公司實施DNC網(wǎng)絡技術的條件

我們公司現(xiàn)有數(shù)控切削加工設備8臺 (不包含電切削類設備)，其中銑削類和車削類各4臺，近期準備購買的設備3臺。目前采用的工作方式是單機作業(yè)，設備的高柔性、高效率得不到發(fā)揮，所以將這些設備進行聯(lián)網(wǎng)，可大大提高數(shù)控設備的生產(chǎn)效益。為提高生產(chǎn)效率、降低勞動強度，實施網(wǎng)絡DNC這種先進的數(shù)控加工組織方式顯得非常重要。

2.DNC網(wǎng)絡技術實施的選型

方案原定使用一臺PC連兩臺機床的方法，后來經(jīng)過對目前PC市場的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)目前具備兩個COM接口的PC在市場上已極少見。經(jīng)與網(wǎng)管中心研究，最終采用基于串行端口和RS232接口的“點對點”機床聯(lián)網(wǎng)結構方案。網(wǎng)絡結構如圖1所示。

圖1 公司網(wǎng)絡DNC結構

這種結構的優(yōu)點是:

(1)靈活性好，可以做到任意一臺電腦都可以直接控制任意一臺數(shù)控設備，與多串口服務器相比，數(shù)控設備控制的靈活性更大。

(2)可靠性強，因為這種連接方式即便單串口設備發(fā)生故障，只會影響一臺設備，不會造成大面積影響。

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

3.方案的實施

(1)系統(tǒng)的硬件組成:從圖1可以看出，系統(tǒng)中除了數(shù)控加工設備外，還需要程序終端計算機、網(wǎng)絡接入設備和網(wǎng)絡線路、用戶終端計算機及單串口連接設備等硬件設施。

(2)系統(tǒng)的軟件組成及其功能:系統(tǒng)的軟件由三部分構成:①CAD/CAM系統(tǒng)，用于生成數(shù)控加工程序和數(shù)控加工信息管理。②SEDIT程序編輯系統(tǒng)，用于對需要傳輸?shù)某绦蚝蛷臋C床端輸入的程序進行編輯 (如圖2所示)，其功能強大，除進行正常編輯外，還集成了大部分機械加工相關計算功能、數(shù)控程序編碼轉換功能和16進制編輯功能等。③DNC通信系統(tǒng)，這是DNC系統(tǒng)的核心，負責數(shù)控機床的聯(lián)網(wǎng)和程序的傳輸，程序的上傳和下載只需要機床操作人員在機床操作面板上直接完成。我們的系統(tǒng)使用的DNC通信軟件有:SDNC、V24和NUMCOM三種，SDNC用于程序的輸入/輸出，V24和NUMCOM用于在線加工。圖3是SDNC界面。

圖2 SEDIT界面

圖3 SDNC界面

(3)應用:DNC網(wǎng)絡的應用分為程序終端的應用和加工現(xiàn)場的應用。程序終端的應用由編程員進行，首先進行數(shù)控程序的編制和數(shù)控加工程序庫的管理工作;其次可以對加工現(xiàn)場計算機進行監(jiān)控;還可以作為職工技術技能培訓的主機進行遠程輔導。

(4)加工現(xiàn)場的應用分兩個方面:①向程序終端發(fā)送調(diào)用程序申請，獲得適用的數(shù)控加工程序和作業(yè)指導書。作業(yè)指導書很重要，它包含加工使用的裝夾方法、對刀位置、刀具的使用等生產(chǎn)必需信息。圖4為加工現(xiàn)場需用的作業(yè)指導書片斷。②數(shù)控程序的調(diào)用。雖然加工方式不同，數(shù)控程序的調(diào)用基本上包含3個步驟:數(shù)控機床發(fā)送準備接收指令，此操作在數(shù)控機床的控制面板進行;終端PC發(fā)送數(shù)控程序;在機床端接收到程序后進行仿真、試切以及正式加工。

圖4 程序用作業(yè)指導書 (說明文檔)

4.DNC網(wǎng)絡技術實施后的運行效果

按本方案組建的DNC網(wǎng)絡經(jīng)過一個月的正式實施后達到了如下效果:

(1)實現(xiàn)車間數(shù)控設備的完全網(wǎng)絡化管理。構建基于以太網(wǎng)的DNC網(wǎng)絡，徹底改變了以前數(shù)控機床的單機通信方式，全面實現(xiàn)機床的集中管理與控制，機床由以前的信息孤島轉變?yōu)檎麄€車間的信息節(jié)點，實現(xiàn)數(shù)控機床的完全網(wǎng)絡化管理。

(2)程序管理更科學規(guī)范。完善的程序簽署流程、準確的權限管理、方便的版本管理以及良好的可追溯性，實現(xiàn)對NC程序全生命周期的跟蹤管理，提高NC程序的規(guī)范化管理水平，讓編程員、操作員在正確的時間輕松地處理正確的工作，生產(chǎn)出正確的產(chǎn)品。

(3)明顯提高機床利用率，減少機床輔助時間。DNC網(wǎng)絡的應用以其方便、可靠、全自動的程序傳輸功能，快速、高效的程序編輯功能，準確、直觀的程序模擬仿真功能，程序工藝文件的關聯(lián)管理與快速查找功能，都可以將程序編輯、仿真、管理等生產(chǎn)輔助任務在計算機端完成快速高效地完成，可最大程度地提高機床的有效利用率。

(4)產(chǎn)品質(zhì)量進一步提高，明顯降低產(chǎn)品廢品率。規(guī)范嚴謹?shù)某绦蚬芾恚蓮母旧媳苊獬绦蛘`調(diào)用的可能，從而完全避免因程序錯誤而出現(xiàn)批次報廢的情況;傳輸過程中的多重檢驗機制，確保程序的傳輸更加安全可靠。網(wǎng)絡DNC可從最大程度上避免程序錯誤，從管理手段與措施上使產(chǎn)品質(zhì)量有了根本的保障。

(5)明顯降低相關人員勞動強度。規(guī)范的程序庫管理等功能，將編程員從枯燥的程序輸入、編輯、檢查、調(diào)試、傳輸中解脫出來，更輕松、高效地從事更多有創(chuàng)造性的工作。操作者不用離開機床就能完成程序的調(diào)用申請、程序調(diào)用、程序比較及程序上傳等全部工作，明顯降低了操作者因程序傳輸跑來跑去的辛苦。

(6)以網(wǎng)絡DNC為主線，車間人員分工明確，職責清晰。①機床操作者，通過簡便的方式實現(xiàn)數(shù)控程序的調(diào)用，并實現(xiàn)了刀具清單、三維模型、加工工藝及加工信息等相關文檔的查閱，準確地預測程序加工時間和刀具更換時間。②程序編程員，在自己的計算機上以客戶端的方式，完成數(shù)控程序的編輯仿真、程序及加工信息文件管理、程序入庫及程序下發(fā)等功能。③通過DNC網(wǎng)絡教學軟件，實現(xiàn)對操作人員軟件應用及設備維護等技能的培訓。

5.結語

這種DNC網(wǎng)絡應用技術將學習、生產(chǎn)、監(jiān)控集于一體，特別適合在小型數(shù)控車間實施。通過該技術的應用和實施，使機床的程序傳輸效率和傳輸準確性大大提高，對數(shù)控加工生產(chǎn)過程的管理具有很大的輔助作用，使數(shù)控的管理更規(guī)范、更系統(tǒng)。