1 前言

　　我單位為典型的單件小批生產(chǎn)型企業(yè)，近年來(lái)數(shù)控設(shè)備大量增加，如何充分利用數(shù)控設(shè)備、高效規(guī)范地管理NC程序，一直是困擾著生產(chǎn)人員的重要問(wèn)題。在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)跟蹤與調(diào)研后，2008年我們引進(jìn)了CIMCO DNC數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)了DNC系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)的無(wú)縫集成，解決了NC程序傳輸和管理等瓶頸問(wèn)題。

　　2 聯(lián)網(wǎng)前的主要問(wèn)題

　　在聯(lián)網(wǎng)前，在程序傳輸和管理方面主要存在以下問(wèn)題。

　　1）數(shù)控機(jī)床使用的數(shù)控系統(tǒng)種類多，接口及通信方式差異大。控制系統(tǒng)有Siemens、Heidenhain、FANUC、Mazatrol、廣州數(shù)控等多種，用普通傳輸方法難以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理。
　　2）用臺(tái)式機(jī)或筆記本電腦傳輸程序，頻繁的熱插拔易燒壞機(jī)床及計(jì)算機(jī)接口，并且臺(tái)式機(jī)、筆記本在車間里擺放無(wú)序，給現(xiàn)場(chǎng)管理帶來(lái)困難。
　　3）機(jī)床存儲(chǔ)器里的程序反復(fù)刪除和手工輸入，效率低，容易出錯(cuò)，大大影響了機(jī)床的生產(chǎn)效率。
　　4）數(shù)控程序保管混亂，可追溯性差，三維模型圖、刀具清單、夾具清單等關(guān)聯(lián)文件容易混淆，存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。
　　5）程序不同版本之間的比較需要人工完成，費(fèi)事費(fèi)力、容易出錯(cuò)。
　　6）在程序調(diào)試階段，數(shù)控機(jī)床和電腦不能實(shí)時(shí)通信，有許多在電腦上編制的程序到機(jī)床上調(diào)試更改后不能及時(shí)更新，電腦中保存的仍是老版本程序，下次調(diào)用還需要重新調(diào)試修改。
　　7）數(shù)控程序沒(méi)有權(quán)限管理和流程管理，程序的修改和管理無(wú)法責(zé)任到人。
　　8）修改后的程序不能自動(dòng)模擬，容易出錯(cuò)，存在批量報(bào)廢風(fēng)險(xiǎn)。

　　3 系統(tǒng)選型

　　3.1 硬件

　　除了局域網(wǎng)所必備的硬件以外，我們采用了MOXA單串口服務(wù)器5110。它一端是RJ45以太網(wǎng)接口，通過(guò)屏蔽雙絞線與交換機(jī)相連，另一端是RS232接口，通過(guò)串行線與機(jī)床接口連接。

　　3.2 軟件

　　3.2.1 機(jī)床聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)程通訊

　　選用CIMCO DNC-MAX V5。CIMCO DNC-MAX V5用一臺(tái)服務(wù)器負(fù)責(zé)所有機(jī)床的程序傳輸，程序的遠(yuǎn)程調(diào)用、上傳和下載、遠(yuǎn)程比較等工作可由操作人員在機(jī)床操作面板上直接完成。服務(wù)器無(wú)需專人值守，能自動(dòng)響應(yīng)機(jī)床端發(fā)來(lái)的指令，實(shí)現(xiàn)在線加工。它同時(shí)具有良好的擴(kuò)展性和不同系統(tǒng)的兼容性，新增設(shè)備只需增加端口即可。

　　3.2.2數(shù)控程序的編輯與仿真                

　　選用CIMCO Edit V5。CIMCO Edit V5是一套可以對(duì)NC程序進(jìn)行編輯、數(shù)據(jù)處理、智能比較、加工時(shí)間統(tǒng)計(jì)、以及三維實(shí)體仿真/五軸軌跡仿真的應(yīng)用程序，給編程人員提供了一個(gè)方便的手工編程和手工修改程序的平臺(tái)。

　　3.2.3數(shù)控程序的數(shù)據(jù)庫(kù)管理

　　選用CIMCO NCBase。CIMCO NCBase 是一套基于Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)的高端數(shù)控程序管理系統(tǒng)。它除了可以對(duì)程序號(hào)、圖號(hào)、零件號(hào)、機(jī)床、用戶信息等進(jìn)行管理外，還可以對(duì)程序注釋、三維實(shí)體造型、刀具清單、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)、工藝裝備、作業(yè)指導(dǎo)書(shū)等與程序相關(guān)的信息進(jìn)行管理。編程人員、操作人員等可隨時(shí)瀏覽工件的相關(guān)實(shí)體，而這在以前必須要用UG或其它的CAD/CAM軟件才可實(shí)現(xiàn)，可以說(shuō)實(shí)現(xiàn)了從程序編制到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)文件有效銜接。此外它還具有權(quán)限設(shè)置、版本管理、自動(dòng)產(chǎn)生管理記錄等功能。

　　4 方案實(shí)施
　
　　4.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

　　DNC網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃圖見(jiàn)圖1。

圖1  DNC網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃圖

　　1）服務(wù)器?？紤]到機(jī)床布局比較集中，因此設(shè)立一個(gè)DNC-Max／NCBase數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，負(fù)責(zé)管理整個(gè)工廠的數(shù)控程序傳輸和管理，程序的調(diào)用和上傳由操作者在機(jī)床端完成。機(jī)床每次傳輸程序（包括上傳、下載和在線）都能夠自動(dòng)進(jìn)入NCbase數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生程序傳輸日志。
　　2）管理客戶端。在編程人員辦公室和車間各個(gè)班組都設(shè)立一定數(shù)量的數(shù)據(jù)庫(kù)節(jié)點(diǎn)，編程人員的數(shù)據(jù)庫(kù)節(jié)點(diǎn)可以向各機(jī)床下發(fā)數(shù)控程序，可以瀏覽數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的程序和各種信息，也可以進(jìn)行程序的編輯與仿真。通過(guò)機(jī)床組的數(shù)據(jù)庫(kù)節(jié)點(diǎn)，各機(jī)床操作人員可以對(duì)各自機(jī)床的數(shù)控程序進(jìn)行管理。
　　3）傳輸客戶端。在工廠局域網(wǎng)服務(wù)器設(shè)立一個(gè)傳輸客戶端。傳輸客戶端用于管理人員監(jiān)控整個(gè)網(wǎng)絡(luò)DNC傳輸運(yùn)行情況，幫助分析傳輸問(wèn)題，監(jiān)控各個(gè)通訊端口傳輸日志。
　　4）現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏?？紤]到車間的布局和環(huán)境，在車間現(xiàn)場(chǎng)配備了兩臺(tái)觸摸屏，安裝了CIMCO EDIT、NCBASE等軟件，可方便現(xiàn)場(chǎng)人員查看工藝文件及進(jìn)行程序的仿真。

　　4.2 數(shù)控程序管理流程

　　1）程序編制

　　采用集中編程管理，專人負(fù)責(zé)編制數(shù)控程序。流程為：編制——審核——驗(yàn)證——機(jī)床程序回傳。編程員編制好特定程序后，發(fā)起流程，將任務(wù)傳遞給審核員，當(dāng)審核員登錄NCBASE時(shí)，會(huì)有相應(yīng)的任務(wù)提示，對(duì)程序?qū)徍藷o(wú)誤后，程序就可以下發(fā)機(jī)床驗(yàn)證，之后機(jī)床程序會(huì)回傳到服務(wù)器。系統(tǒng)管理員將經(jīng)過(guò)機(jī)床檢驗(yàn)過(guò)的程序固化在相應(yīng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)的節(jié)點(diǎn)下，下次下發(fā)機(jī)床直接從該節(jié)點(diǎn)調(diào)用即可。

　　2）權(quán)限設(shè)置

　　系統(tǒng)管理員有管理全廠NCBASE數(shù)據(jù)庫(kù)的權(quán)限，負(fù)責(zé)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)節(jié)點(diǎn)的添加，對(duì)流程進(jìn)行定義和調(diào)整，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)和工廠ERP系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)；編程人員有與數(shù)控程序相關(guān)的全部權(quán)限；對(duì)于其它工藝人員、生產(chǎn)管理人員、檢驗(yàn)人員只賦予程序?yàn)g覽權(quán)限。

　　3）數(shù)據(jù)的備份

　　CIMCO DNC系統(tǒng)的各個(gè)模塊都有一鍵備份的功能，NCBASE數(shù)據(jù)庫(kù)還有自動(dòng)定期備份的功能，設(shè)定完成后，每天的數(shù)據(jù)都會(huì)備份到服務(wù)器上?？紤]到安全性問(wèn)題，實(shí)施網(wǎng)絡(luò)同步備份，即數(shù)據(jù)同步備份到另外一臺(tái)服務(wù)器上。

　　5 與ERP系統(tǒng)的集成

　　我單位2005年就已經(jīng)成功應(yīng)用了ERP系統(tǒng)并建立了大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，因此實(shí)現(xiàn)DNC系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)的集成具有重要的意義。

　　集成方案如下：由ERP系統(tǒng)將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息（不是全部而是與數(shù)控相關(guān)的）導(dǎo)入DNC系統(tǒng)，供其建立管理結(jié)構(gòu)樹(shù)，ERP系統(tǒng)與DNC系統(tǒng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息數(shù)據(jù)保持同步一致，實(shí)時(shí)更新。DNC系統(tǒng)實(shí)時(shí)地把每個(gè)零件相關(guān)程序的最新?tīng)顟B(tài)反饋給ERP系統(tǒng)，相關(guān)人員在ERP中通過(guò)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)的零件節(jié)點(diǎn)查看相關(guān)信息。這樣，DNC系統(tǒng)就和ERP系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了雙向訪問(wèn)，生產(chǎn)部門可以通過(guò)ERP系統(tǒng)實(shí)時(shí)查詢車間數(shù)控機(jī)床的程序及相關(guān)文檔，同時(shí)DNC系統(tǒng)也準(zhǔn)確地將程序內(nèi)容和現(xiàn)有的信息資源關(guān)聯(lián)起來(lái)，防止了多頭管理。

　　具體集成示意圖見(jiàn)圖2。

圖2　DNC和ERP集成示意圖

　　6 效果

　　CIMCO DNC數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)及管理系統(tǒng)在我單位成功實(shí)施后，明顯地規(guī)范了數(shù)控程序的管理，提高了機(jī)床利用率和生產(chǎn)效率。通過(guò)和ERP系統(tǒng)的集成，將企業(yè)的生產(chǎn)管理和技術(shù)管理統(tǒng)一在一個(gè)數(shù)字平臺(tái)上，為企業(yè)的高效運(yùn)營(yíng)發(fā)揮了重要作用。