DNC系統(tǒng)在機(jī)械制造型企業(yè)的應(yīng)用研究

潘婭

摘要：制造業(yè)信息化、數(shù)據(jù)化是近幾年來制造型企業(yè)面臨的發(fā)展趨勢與機(jī)遇。但是，目前很多企業(yè)的底層制造設(shè)備基本上還孤立于企業(yè)信息系統(tǒng)之外，對數(shù)控加工設(shè)備下傳數(shù)控加工代碼和數(shù)控加工設(shè)備的信息反饋都不能實(shí)時進(jìn)行。DNC系統(tǒng)將制造設(shè)備集成到企業(yè)信息系統(tǒng)中，有望解決上述問題，使企業(yè)的信息化資產(chǎn)達(dá)到更高的效用。

關(guān)鍵詞：DNC系統(tǒng) 信息系統(tǒng)集成 制造業(yè)信息化

中圖分類號：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）06-0000-00

1 引言

DNC 是用一臺計(jì)算機(jī)對多臺數(shù)控機(jī)床進(jìn)行集成化控制管理的一種方式。關(guān)于DNC 的研究始于本世紀(jì)60年代，后來由于CNC技術(shù)的發(fā)展，人們將注意力更多地轉(zhuǎn)向了對單臺數(shù)控系統(tǒng)的研究。近年來，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)的發(fā)展以及制造自動化的需要，單臺數(shù)控設(shè)備聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的要求越來越迫切，DNC 因其投資少、規(guī)模小、見效快等優(yōu)點(diǎn)重新引起國內(nèi)外的重視。

2 DNC要解決的問題

2.1 DNC系統(tǒng)概述

目前國內(nèi)外主流的研究方向是集成DNC系統(tǒng)，其基本思想是延伸和拓展傳統(tǒng)DNC系統(tǒng)的功能，使它可以和企業(yè)的其它信息系統(tǒng)分享信息，實(shí)現(xiàn)制造車間制造設(shè)備（如數(shù)控機(jī)床、測量清洗設(shè)備等）的集中控制管理以及制造設(shè)備之間、制造設(shè)備與上層計(jì)算機(jī)之間的信息交換。

2.2 DNC的優(yōu)勢

DNC系統(tǒng)成功解決了數(shù)控加工領(lǐng)域存在的幾個棘手問題：（1）采用串口通信協(xié)議在數(shù)控機(jī)床和現(xiàn)場計(jì)算機(jī)之間直接傳輸NC程序，經(jīng)常導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯誤和傳輸中斷。（2）生產(chǎn)現(xiàn)場惡劣的環(huán)境嚴(yán)重縮短了現(xiàn)場傳輸計(jì)算機(jī)的使用壽命，頻繁熱插拔RS232標(biāo)準(zhǔn)串口線，容易導(dǎo)致機(jī)床RS232標(biāo)準(zhǔn)接口被燒壞。（3）在加工過程中，因突然斷電或其他原因?qū)е聶C(jī)床停機(jī)，在故障恢復(fù)后，機(jī)床須重復(fù)故障發(fā)生前的加工過程，浪費(fèi)工時和原料。（4）數(shù)控加工設(shè)備內(nèi)存空間有限，經(jīng)常需要進(jìn)行NC程序的換入換出，影響設(shè)備吞吐率，同時NC程序反復(fù)刪除和錄入也影響程序版本穩(wěn)定性。（5）NC代碼管理混亂、查找困難，編輯或修改程序無記錄，缺乏版本控制和代碼審核的有效機(jī)制，代碼改動缺乏可追溯性。

2.3 DNC系統(tǒng)的不足

（1）產(chǎn)品選擇面較窄。當(dāng)前大部分國產(chǎn)DNC系統(tǒng)往往局限于單一供應(yīng)商的數(shù)控機(jī)加設(shè)備，平臺可移植性差，開放性不強(qiáng)，不利于系統(tǒng)集成。而通用性強(qiáng)、業(yè)界口碑好、市場占有率高的DNC系統(tǒng)，如CIMCO DNC等均為國外產(chǎn)品，實(shí)施和維護(hù)成本都比較高。（2）高度集中會帶來安全風(fēng)險(xiǎn)。DNC系統(tǒng)將全部NC程序都集中在服務(wù)器上，由服務(wù)器統(tǒng)一提供程序的上傳、下發(fā)和版本控制服務(wù)，一旦服務(wù)器崩潰或遭到攻擊，將對企業(yè)造成不可估量的損失。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 通信子網(wǎng)建設(shè)

在通信子網(wǎng)建設(shè)中，要特別注意三個問題。（1）生產(chǎn)現(xiàn)場空間廣闊，環(huán)境惡劣，存在一定程度的電磁干擾，從交換機(jī)到數(shù)控機(jī)加設(shè)備的線路必須具備良好的抗干擾能力，避免網(wǎng)絡(luò)故障造成程序傳輸失敗等情況，一般采用六類屏蔽雙絞線或光纖布線系統(tǒng)。（2）不同數(shù)控設(shè)備配備的通信接口不盡相同，如多數(shù)設(shè)備都有R232串口，新型號的設(shè)備有RJ45接口，少數(shù)新設(shè)備還裝備了WIFI，必須根據(jù)實(shí)際情況部署若干串口服務(wù)器，將機(jī)床的R232信號轉(zhuǎn)換為交換設(shè)備的RJ45信號，實(shí)現(xiàn)舊型設(shè)備聯(lián)網(wǎng)。（3）不同數(shù)控設(shè)備在數(shù)據(jù)傳輸速率、緩存容量、數(shù)據(jù)格式等基本參數(shù)方面大相徑庭。需要全面收集系統(tǒng)中數(shù)控設(shè)備的通信參數(shù)，分別配置個性化的通信策略。

3.2 生產(chǎn)流程定制

DNC系統(tǒng)一方面要與企業(yè)的生產(chǎn)流程緊密結(jié)合，同時還要與CAD、CAM、CAPP等制造信息化系統(tǒng)高度集成，兩方面同時發(fā)力，才能發(fā)揮其最大效用。我們?yōu)槠髽I(yè)定制的DNC工作流圖如圖1所示：

3.3 確保數(shù)據(jù)安全

為了消除DNC系統(tǒng)帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)，一是設(shè)計(jì)了一種網(wǎng)絡(luò)冗余主/從機(jī)自動切換模式，一般情況下由主機(jī)提供DNC各項(xiàng)服務(wù)，從機(jī)監(jiān)視主機(jī)狀態(tài)，一旦主機(jī)意外停止服務(wù)，從機(jī)由主機(jī)崩潰前的狀態(tài)開始自動接管主機(jī)工作，不影響車間加工生產(chǎn)，當(dāng)主機(jī)恢復(fù)正常工作后，從機(jī)又自動交回系統(tǒng)控制權(quán)。NC程序、系統(tǒng)配置、權(quán)限策略等數(shù)據(jù)庫每天須執(zhí)行增量備份。二是把DNC系統(tǒng)納入企業(yè)局域網(wǎng)的安全管理體系中，依靠局域網(wǎng)中防火墻、安全審計(jì)、單點(diǎn)登錄等安全防護(hù)設(shè)施，防止DNC系統(tǒng)遭到入侵或攻擊，保障企業(yè)無形資產(chǎn)的安全性和完整性。

4 結(jié)語

集成DNC系統(tǒng)能大大提高車間的工作效率，減少出錯率，節(jié)約生產(chǎn)成本。同時，它和CAD、CAPP等系統(tǒng)集成起來，分享信息和計(jì)算資源，顯示出敏捷生產(chǎn)的發(fā)展趨勢。該系統(tǒng)能提高車間的生產(chǎn)控制和管理水平，實(shí)現(xiàn)制造過程的高度集成化，能夠作到零件的無紙化加工。在提高計(jì)劃完成均衡性、產(chǎn)品按期交貨率、設(shè)備利用率、增加產(chǎn)量、改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動生產(chǎn)率等方面取得顯著成效。

參考文獻(xiàn)

[1] 張旭梅，劉飛，王時龍，等.集成DNC系統(tǒng)及其運(yùn)行模式探討[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，1998（1）：32-35.