當(dāng)代數(shù)控機床DNC網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)設(shè)計與研究

1、    當(dāng)代數(shù)控機床dnc網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)設(shè)計與研究    李玉萍摘要：介紹了國內(nèi)數(shù)控機床網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展歷程，指出傳統(tǒng)的dnc技術(shù)需要提高數(shù)據(jù)采集和交換功能，成為車間綜合數(shù)據(jù)交換平臺，滿足信息時代車間集成管理的需要。介紹了多功能jcsdnc軟件的主要特點和功能，并對dnc軟件的選擇提出了一些看法。關(guān)鍵詞：dnc網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理；設(shè)計研究一、國內(nèi)dnc技術(shù)的發(fā)展歷程（一）解決紙帶傳輸問題。a）用于轉(zhuǎn)換的內(nèi)置磁帶閱讀器。在數(shù)控編程技術(shù)的發(fā)展中，使用了btr（后面，磁帶，讀取器）技術(shù)，解決了紙帶長度受限，計算機模擬磁帶機容易損壞的問題。內(nèi)置的磁帶閱讀器通過與

2、cnc系統(tǒng)直接連接的并行數(shù)據(jù)總線。早期的btr通過計算機的并行端口模擬磁帶機，并通過軟件延遲實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)與軟件之間的控制信號的時間。該方法在286 / 386pc時代早期有良好的應(yīng)用，其主要缺點是并行端口數(shù)據(jù)線短（2 3米），計算機必須接近cnc系統(tǒng)，容易產(chǎn)生錯誤的代碼。接口板與計算機串口相連，以4800bpm的波特率從計算機讀取nc程序，將接收的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行信號，并將其傳輸?shù)綌?shù)控系統(tǒng)的總線上。由于串行傳輸?shù)氖褂茫瑪?shù)據(jù)行允許數(shù)十米或更長時間，以避免在早期的btr接口中短數(shù)據(jù)線的缺點和錯誤的高概率。b）串行磁帶機的修改。便攜式磁帶閱讀器使用rs232串行輸入接口與nc系統(tǒng)程序連接。隨著計算

3、機技術(shù)的發(fā)展，一些獨立的通信產(chǎn)品，稱為cnc程序服務(wù)器，正在興起。獨立通信軟件：安裝在pc或筆記本電腦通信軟件中，實現(xiàn)一對一的程序通信。dos環(huán)境，最著名的是ncms（cnc機床管理系統(tǒng)），具有現(xiàn)代nc管理系統(tǒng)的基本功能。在windos環(huán)境下，dnclink和其他軟件仍然有很多應(yīng)用。程序服務(wù)器：磁盤驅(qū)動器為用戶帶來方便，但軟盤和軟盤驅(qū)動器受到灰塵、濕度等惡劣環(huán)境的影響，并有更大的失敗率。（二）實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸。在90年代初期由北京機床研究所的火花技術(shù)中心開發(fā)了最早的dnc網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了廣播的方式對聯(lián)網(wǎng)機床進行程序發(fā)送哪臺機床處于接收狀態(tài)，哪臺機床就可以收到程序，需要在計算機和機床兩端做

4、相應(yīng)的操作才能實現(xiàn)程序傳輸。 這一時期的軟件主要工作在dos系統(tǒng)下，還不能實現(xiàn)多機同時通訊。硬件上基本采用自行開發(fā)的一對多的串口分配器，有的甚至采用波段開關(guān)之類的切換裝置。二、最近的機床dnc網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)（一）生產(chǎn)環(huán)境中的數(shù)據(jù)。構(gòu)成車間生產(chǎn)環(huán)境的基本組成包括機床設(shè)備、檢測設(shè)備、程序數(shù)據(jù)庫、刀具系統(tǒng)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)。車間正常生產(chǎn)所需要的數(shù)據(jù)包括cnc類數(shù)據(jù)、機床狀態(tài)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)指令類數(shù)據(jù)、現(xiàn)場工況數(shù)據(jù)（任務(wù)進度、設(shè)備利用率等）。（二）信息時代對dnc技術(shù)的新要求。中國正在從制造業(yè)大國轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃鞓I(yè)強國，制造業(yè)信息化是其中最重要的一個。中國制造業(yè)信息化程度降低到五位數(shù)：數(shù)字設(shè)計、制造設(shè)備數(shù)字化、生產(chǎn)過程

5、數(shù)字化、管理數(shù)字化和企業(yè)數(shù)字化。其中，生產(chǎn)過程數(shù)字化技術(shù)主要實現(xiàn)了生產(chǎn)過程控制的自動化和智能化，提高了企業(yè)生產(chǎn)過程的自動化水平。在車間使用dnc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是實現(xiàn)生產(chǎn)過程數(shù)字化的主要手段之一。dnc技術(shù)在信息時代的要求除了雙向傳輸?shù)臄?shù)控程序，補償文件工具，數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)之間的數(shù)控設(shè)備和項目管理系統(tǒng)，開發(fā)、設(shè)備狀態(tài)、任務(wù)完成生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集生產(chǎn)管理系統(tǒng)的正常運行也需要實現(xiàn)生產(chǎn)任務(wù)，提供反饋給車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)的正常運行。三、dnc應(yīng)用的幾種主要模式（一）程序管理與通訊監(jiān)控型。主要實現(xiàn)程序的遠程傳輸、在線加工和程序的數(shù)據(jù)庫與流程管理。給企業(yè)帶來的好處是壓縮了程序傳輸（準(zhǔn)備）時間、提高機床的有效利用率和程序

6、管理的規(guī)范性。（二）生產(chǎn)車間綜合數(shù)據(jù)交換型。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，mrp/erp/mes在企業(yè)的應(yīng)用越來越多。如何加強車間管理尤其是制造過程的管理，讓下達的管理指令能夠有正確的實時的反饋？新一代的dnc技術(shù)正是起著這么一個承上啟下作用的實現(xiàn)車間信息集成管理的綜合數(shù)據(jù)交換平臺。四、典型dnc軟件介紹jcsdnc是一種滿足信息集成需求的新一代dnc網(wǎng)絡(luò)。可以很容易地與車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)、工具管理系統(tǒng)和cam系統(tǒng)相結(jié)合（如圖4所示）。利用jcsdnc進行數(shù)控機床的聯(lián)網(wǎng)，可以構(gòu)建車間生產(chǎn)現(xiàn)場的集成數(shù)據(jù)交換平臺。jcsdnc集成數(shù)據(jù)交互平臺采用rs232 / 485和以太網(wǎng)連接車間數(shù)控設(shè)備，通過以太網(wǎng)連接c

7、ad / cam、工具管理系統(tǒng)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)。在傳統(tǒng)的dnc通信網(wǎng)絡(luò)中，集成數(shù)據(jù)交換平臺（jcsdnc）增加了設(shè)備狀態(tài)采集、商店條件數(shù)據(jù)采集和生產(chǎn)數(shù)據(jù)交換功能。數(shù)據(jù)采集軟件和工作條件數(shù)據(jù)收集器可以最大程度地收集生產(chǎn)管理所需的工作條件數(shù)據(jù)，實現(xiàn)資源信息的共享，如生產(chǎn)管理所需的數(shù)據(jù)，以及夾具和設(shè)備等。jcsdnc完全滿足不同年齡、不同品牌控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的需要，可輕松擴展到256個單位。串口/以太網(wǎng)服務(wù)器被用來將nc設(shè)備與rs232 / 422 / 485接口直接連接到車間局域網(wǎng)。支持使用tcp / ip標(biāo)準(zhǔn)，使用以太網(wǎng)接口cnc設(shè)備。隨著車間聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的增加，通過簡單地擴展lan節(jié)點的數(shù)量，可以輕松地

8、將新設(shè)備聯(lián)網(wǎng)。五、考慮管理系統(tǒng)的信息集成無反饋的生產(chǎn)管理系統(tǒng)是一個開環(huán)指揮系統(tǒng)。dnc技術(shù)在中國的發(fā)展，能夠為車間管理軟件如mes等提供現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和報告，并進行兩項開發(fā)。國外軟件大多是沒有數(shù)據(jù)采集的功能或不適應(yīng)的特點在中國生產(chǎn)車間（數(shù)控系統(tǒng)，多嶄新的差異，差異和使用功能）；代理銷售國內(nèi)軟件廠商的系統(tǒng)集成和可能的開發(fā)兩次非常小。因此，在選擇dnc系統(tǒng)時，應(yīng)充分考慮與其他pdm / mes系統(tǒng)、工具管理系統(tǒng)和其他系統(tǒng)的兼容性和數(shù)據(jù)接口，以避免信息孤島。數(shù)據(jù)和軟件安全，數(shù)據(jù)安全。一些特殊的行業(yè)需要有足夠的nc程序安全，基于數(shù)據(jù)庫管理程序，nc的任務(wù)可以進一步改進安全程序，實現(xiàn)條件信息的共享，不能從機器床側(cè)隨機檢索程序中解脫出來?？紤]軟件登記。一般來說，國外軟件是基于機器的數(shù)量來生成一個序列號，只能安裝在一臺計算機，硬盤不格式化，否則無效的序列號，并申請一個新的序列號外國軟件供應(yīng)商是一個非常復(fù)雜的過程，但對于不超過3次。國內(nèi)軟件一般采用軟件東樂，軟件可以隨意安裝，軟件安裝的真正實