當(dāng)代數(shù)控機(jī)床DNC網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)設(shè)計(jì)與研究

1、    當(dāng)代數(shù)控機(jī)床dnc網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)設(shè)計(jì)與研究    李玉萍摘要：介紹了國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)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(chē)間綜合數(shù)據(jù)交換平臺(tái)，滿足信息時(shí)代車(chē)間集成管理的需要。介紹了多功能jcsdnc軟件的主要特點(diǎn)和功能，并對(duì)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(jì)研究一、國(guó)內(nèi)dnc技術(shù)的發(fā)展歷程（一）解決紙帶傳輸問(wèn)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(zhǎng)度受限，計(jì)算機(jī)模擬磁帶機(jī)容易損壞的問(wèn)題。內(nèi)置的磁帶閱讀器通過(guò)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(guò)計(jì)算機(jī)的并行端口模擬磁帶機(jī)，并通過(guò)軟件延遲實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)與軟件之間的控制信號(hào)的時(shí)間。該方法在286 / 386pc時(shí)代早期有良好的應(yīng)用，其主要缺點(diǎn)是并行端口數(shù)據(jù)線短（2 3米），計(jì)算機(jī)必須接近c(diǎn)nc系統(tǒng)，容易產(chǎn)生錯(cuò)誤的代碼。接口板與計(jì)算機(jī)串口相連，以4800bpm的波特率從計(jì)算機(jī)讀取nc程序，將接收的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行信號(hào)，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?，?shù)據(jù)行允許數(shù)十米或更長(zhǎng)時(shí)間，以避免在早期的btr接口中短數(shù)據(jù)線的缺點(diǎn)和錯(cuò)誤的高概率。b）串行磁帶機(jī)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(jì)算

3、機(jī)技術(shù)的發(fā)展，一些獨(dú)立的通信產(chǎn)品，稱為cnc程序服務(wù)器，正在興起。獨(dú)立通信軟件：安裝在pc或筆記本電腦通信軟件中，實(shí)現(xiàn)一對(duì)一的程序通信。dos環(huán)境，最著名的是ncms（cnc機(jī)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(pán)驅(qū)動(dòng)器為用戶帶來(lái)方便，但軟盤(pán)和軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)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(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸。在90年代初期由北京機(jī)床研究所的火花技術(shù)中心開(kāi)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(duì)聯(lián)網(wǎng)機(jī)床進(jìn)行程序發(fā)送哪臺(tái)機(jī)床處于接收狀態(tài)，哪臺(tái)機(jī)床就可以收到程序，需要在計(jì)算機(jī)和機(jī)床兩端做

4、相應(yīng)的操作才能實(shí)現(xiàn)程序傳輸。 這一時(shí)期的軟件主要工作在dos系統(tǒng)下，還不能實(shí)現(xiàn)多機(jī)同時(shí)通訊。硬件上基本采用自行開(kāi)發(fā)的一對(duì)多的串口分配器，有的甚至采用波段開(kāi)關(guān)之類的切換裝置。二、最近的機(jī)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(chē)間生產(chǎn)環(huán)境的基本組成包括機(jī)床設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備、程序數(shù)據(jù)庫(kù)、刀具系統(tǒng)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)。車(chē)間正常生產(chǎn)所需要的數(shù)據(jù)包括cnc類數(shù)據(jù)、機(jī)床狀態(tài)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)指令類數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)工況數(shù)據(jù)（任務(wù)進(jìn)度、設(shè)備利用率等）。（二）信息時(shí)代對(duì)dnc技術(shù)的新要求。中國(guó)正在從制造業(yè)大國(guó)轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃鞓I(yè)強(qiáng)國(guó)，制造業(yè)信息化是其中最重要的一個(gè)。中國(guó)制造業(yè)信息化程度降低到五位數(shù)：數(shù)字設(shè)計(jì)、制造設(shè)備數(shù)字化、生產(chǎn)過(guò)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(guò)程數(shù)字化技術(shù)主要實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程控制的自動(dòng)化和智能化，提高了企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化水平。在車(chē)間使用dnc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)字化的主要手段之一。dnc技術(shù)在信息時(shí)代的要求除了雙向傳輸?shù)臄?shù)控程序，補(bǔ)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(xiàng)目管理系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)、設(shè)備狀態(tài)、任務(wù)完成生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集生產(chǎn)管理系統(tǒng)的正常運(yùn)行也需要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)任務(wù)，提供反饋給車(chē)間生產(chǎn)管理系統(tǒng)的正常運(yùn)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(shí)現(xiàn)程序的遠(yuǎn)程傳輸、在線加工和程序的數(shù)據(jù)庫(kù)與流程管理。給企業(yè)帶來(lái)的好處是壓縮了程序傳輸（準(zhǔn)備）時(shí)間、提高機(jī)床的有效利用率和程序

6、管理的規(guī)范性。（二）生產(chǎn)車(chē)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(lái)越多。如何加強(qiáng)車(chē)間管理尤其是制造過(guò)程的管理，讓下達(dá)的管理指令能夠有正確的實(shí)時(shí)的反饋？新一代的dnc技術(shù)正是起著這么一個(gè)承上啟下作用的實(shí)現(xiàn)車(chē)間信息集成管理的綜合數(shù)據(jù)交換平臺(tái)。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(chē)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(jìn)行數(shù)控機(jī)床的聯(lián)網(wǎng)，可以構(gòu)建車(chē)間生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的集成數(shù)據(jù)交換平臺(tái)。jcsdnc集成數(shù)據(jù)交互平臺(tái)采用rs232 / 485和以太網(wǎng)連接車(chē)間數(shù)控設(shè)備，通過(guò)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(tái)（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(shí)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(kuò)展到256個(gè)單位。串口/以太網(wǎng)服務(wù)器被用來(lái)將nc設(shè)備與rs232 / 422 / 485接口直接連接到車(chē)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(chē)間聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的增加，通過(guò)簡(jiǎn)單地?cái)U(kuò)展lan節(jié)點(diǎn)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(wú)反饋的生產(chǎn)管理系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)環(huán)指揮系統(tǒng)。dnc技術(shù)在中國(guó)的發(fā)展，能夠?yàn)檐?chē)間管理軟件如mes等提供現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和報(bào)告，并進(jìn)行兩項(xiàng)開(kāi)發(fā)。國(guó)外軟件大多是沒(méi)有數(shù)據(jù)采集的功能或不適應(yīng)的特點(diǎn)在中國(guó)生產(chǎn)車(chē)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(guó)內(nèi)軟件廠商的系統(tǒng)集成和可能的開(kāi)發(fā)兩次非常小。因此，在選擇dnc系統(tǒng)時(shí)，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(kù)管理程序，nc的任務(wù)可以進(jìn)一步改進(jìn)安全程序，實(shí)現(xiàn)條件信息的共享，不能從機(jī)器床側(cè)隨機(jī)檢索程序中解脫出來(lái)?？紤]軟件登記。一般來(lái)說(shuō)，國(guó)外軟件是基于機(jī)器的數(shù)量來(lái)生成一個(gè)序列號(hào)，只能安裝在一臺(tái)計(jì)算機(jī)，硬盤(pán)不格式化，否則無(wú)效的序列號(hào)，并申請(qǐng)一個(gè)新的序列號(hào)外國(guó)軟件供應(yīng)商是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，但對(duì)于不超過(guò)3次。國(guó)內(nèi)軟件一般采用軟件東樂(lè)，軟件可以隨意安裝，軟件安裝的真正實(shí)