基于網絡DNC集成環境下的數控加工技術

周文勝

（湛江市第二技工學校，廣東 湛江 524001）

基于網絡DNC集成環境下的數控加工技術

周文勝

（湛江市第二技工學校，廣東 湛江 524001）

從網絡DNC系統的定義、主要優點和開發過程中應堅持的原則這三個方面對網絡DNC集成環境進行介紹，對網絡DNC環境下數控加工系統的結構組成和功能實現進行詳細的說明。重點探討了建設網絡化DNC集成數控加工系統時需要完成的主要工作和會遇到的潛在問題。

DNC；網絡化；數控加工；加工精度；集成環境

隨著工業水平的不斷提高，其對制造業加工精度和效率的要求也在不斷提高，加工技術也成為了一個主要競爭領域。數控加工技術由于具有操作簡單、加工精度高等優點已經在制造業中得到了廣泛的運用，特別是近些年來隨著計算機技術和互聯網技術的不斷發展，如何在網絡DNC集成環境下建設數控加工系統，使得計算機輔助設計能夠與制造機床進行更好的信息交換，從而提高加工效率和精度更是成為當下數控加工技術的研究重點。

1 網絡DNC集成環境簡述

1.1 網絡DNC系統的定義

DNC(Distributed Numerical Control)在制造業中常被稱為分布式數字控制。最初的DNC系統主要是運用一臺計算機去實現對多臺數控機床的管理，其集成化程度較低，運用范圍較窄。網絡DNC系統主要是通過將互聯網技術融合到原有的數控加工系統之中，使得傳統的單機數控機床各自為戰的模式能夠得到改變，數控機床與上層計算機，數控機床與數控機床之間的信息交流能夠得以實現，從而能夠實現從計算機仿真到加工制造的一體化過程，極大的降低了人為因素對加工過程的影響，從而使得加工效率和質量都能夠得到大幅度的提高。

1.2 網絡DNC系統的主要優點

與傳統的DNC系統相比，網絡DNC系統主要具有以下優點。

（1）網絡集成度更好，既可實現單一產區內部機床的集成，也可以實現多個廠區機床之間的集成，系統具有更好的可擴展性，能夠更好的適應制造企業的發展需求。

（2）傳輸的內容更加豐富。傳統的DNC系統往往只是進行主控計算機到數控機床之間的單向指令傳輸，傳輸數據的信息量小。而網絡DNC系統不僅能夠實現NC程序指令的傳輸，還能夠實現對數控機床工作狀態的監控，其信息的傳遞是雙向的。

（3）管理更加便捷。網絡DNC系統使得用戶通過專用的管理平臺便能夠實現指令發送、物料輸送以及設備信息監測等功能，使得管理的人員的工作環境能夠得到極大的改善，也在一定程度上提高了加工制造的自動化程度，使得無人制造的目標能夠更好的實現。

1.3 開發網絡DNC系統應遵循的原則

雖然說網絡DNC系統具有諸多優點，近些年來網絡DNC集成系統也得到了快速的發展，但是在開發網絡DNC系統的過程中仍然需要遵循以下原則。

（1）經濟性原則。網絡DNC系統并不是功能越多越好，制造企業應該根據企業的規模、設備特點和生產情況等自身條件去建設更加實用更加經濟的DNC系統，從而能夠在盡可能的減少成本的前提下實現所需要的功能。

（2）可靠性原則。建設網絡DNC系統的一個主要目的便是提高生產效率，倘若系統的可靠性沒有保障，經常出現各種故障，只會嚴重的降低工作效率，與最初的目的背道而馳。

（3）安全性原則。網絡DNC系統的安全主要包括網絡安全和廠區安全這兩大部分，網絡安全主要是保證DNC系統不會受到非授權用戶的攻擊，而廠區安全主要是要保證在加工過程中廠區內的各種設備能夠正常運轉，不會發生安全事故。

（4）可擴展性和可移植性原則。隨著企業的不斷發展，企業的規模在不斷擴大，數控設備的更新換代也在加快，因此必須在開發網絡DNC系統時必須充分的考慮其可擴展性和可移植性，從而使得其能夠滿足企業可持續發展的需求。

2 網絡DNC集成環境下數控加工系統的結構組成與功能實現

2.1 網絡DNC集成環境下數控加工系統的結構組成

網絡DNC集成環境下數控加工系統主要與企業的生產規模和生產設備的數量有關。對于一般的中小企業來說，控制結構便能夠滿足的實際的需求。一般結構的DNC系統主要由設備層和工作站層組成，操作人員通過系統主機便能實現對車間內數控機床的控制，其具有建設成本低、技術要求低以及結構簡單等優點，同時也能夠很好的滿足中小企業的實際需求。而對于大型的企業來說，更多的是選用多級控制結構，其中最為常見的是三級控制結構，即在原有的工作站層上面再增加一個指揮控制中心，從而能夠實現多個廠區管理與信息交流。

2.2 網絡化數控加工系統需要實現的主要功能

在網絡DNC集成環境下建設數控加工系統主要需要實現的功能有以下幾個。

（1）能夠實現對數控機床的集中監控和分布式控制。管理人員在控制室內便能準確的掌握車間內各個機床的工作信息，并且能夠實現對車間內所有機床的準確控制，從而能夠極大的降低企業的生產成本。

（2）能夠實現網絡內部的數據共享，其利用網絡實現數控中心和機床設備之間的雙向信息交換，數控機床可根據接收到的指令開展加工操作，數控中心可以根據機床設備反饋的信息及時調整工作計劃。

（3）可以實現跨平臺的操作。即網絡外部的用戶在得到管理者的授權之后也可實現對數控加工設備的遠程操控，從而能夠實現客戶與加工設備的直接對話，大大的提高加工制造的工作效率。

3 建設網絡化DNC集成數控加工系統需要完成的主要工作

3.1 通信網絡的建設

通信網絡是網絡化DNC集成數控加工系統的基礎，沒有高質量的通信網絡的支撐，DNC數控系統的質量將毫無保障。網絡化DNC集成數控加工系統的通信網絡主要由控制端、數控機床、輸入輸出接口、信號轉換接口和傳輸介質這幾大部分組成，由于各個車間內的所用機床設備的型號都不盡相同，機床上預留的通信接口也不盡相同，因此為了實現全網通信，必須采用信號轉換接口來實現信號的轉換。網絡結構的設計是通信網絡建設過程中的一個主要內容，好的網絡結構可以極大的提高系統的可靠性和工作效率，目前最為常見的為星型網絡拓補結構，其主要優點是單一設備的故障并不會對其它設備的運行產生較大的影響。

3.2 管理平臺的開發

管理平臺的開發是建設網絡化DNC集成數控系統加工系統的關鍵所在，其應該具有操作簡單、易于維護等主要優點。管理平臺的開發需要完成以下幾項主要工作。

（1）人機交互式界面的設計。所設計的人機交互式界面不僅需要滿足操作者的日常需求，還應該能夠直觀明了的反應車間中各類機床的實時信息，使得各種操作都能快速的進行。

（2）任務管理模塊的設計。管理平臺的一個主要功能便是實現指令的輸送，因此任務管理模塊需要實現加工工藝選擇、加工路線規劃以及加工計劃安排等功能，以此來提高整個系統的工作效率。

（3）自檢模塊的設計。自檢模塊主要是通過仿真的手段及時發現加工過程中可能出現的各種問題，從而最大限度的減少人為失誤造成的經濟損失。

4 建設網絡化DNC集成數控加工系統過程中遇到的主要問題

雖然說網絡化DNC數控加工系統近些年來得到了不錯的發展，但是在這個過程中也遇到了諸多問題，其中最為典型的有以下幾個。

（1）干擾性問題。由于生產車間的設備眾多，工作環境復雜，DNC網絡通信容易受到外界因素的干擾，從而給系統的運行帶來諸多不確定因素。

（2）系統的兼容性問題。由于種種原因，有的企業所用的機床設備無論是型號還是類型都存在較大的差異，如何實現各類功能各異的設備之間的組網，也是系統建設過程中的一個難點。

5 結語

數控加工技術是制造業發的重點所在，在網絡DNC集成環境下進行數控加工系統的建設，將有助于提高數控加工的工作效率和加工精度，為制造業的快速發展提供更有力的保障。

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TG659

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1671-0711（2017）04（下）-0089-02