0 引言
在計算機技術和網(wǎng)絡技術迅猛發(fā)展的今天，現(xiàn)代制造業(yè)日益體現(xiàn)出智能化、網(wǎng)絡化、集成化、創(chuàng)新和信息化(5I，Intelligence、Internet 、Integration 、Innovation&Information)的特點。數(shù)字化的產(chǎn)品研發(fā)設計和網(wǎng)絡化制造已成為制造企業(yè)在21世紀的重要發(fā)展方向，DNC分布式數(shù)字控制，是以計算機技術、通訊技術、數(shù)控技術等為基礎，把數(shù)控機床與上層控制計算機集成起來，從而實現(xiàn)數(shù)控機床的集中控制、管理以及數(shù)控機床與上層控制計算機間的信息交換。它是現(xiàn)代化機械加工企業(yè)實現(xiàn)設備集成、信息集成、功能集成的一種新方法，是制造業(yè)自動化的重要模式，也是實現(xiàn)MES等系統(tǒng)的重要組成部分[1]。數(shù)字化的產(chǎn)品研發(fā)設計和網(wǎng)絡化制造技術的應用使得企業(yè)的生產(chǎn)方式發(fā)生了根本性的變化，尤其是網(wǎng)絡技術的應用使得企業(yè)內部局域網(wǎng)的功能由管理決策層延伸到制造加工層，整體信息化的集成使企業(yè)的CAD/CAM/CAPP等數(shù)字設計模塊和數(shù)控加工設備的聯(lián)系變得更為緊密。企業(yè)通過實施應用DNC系統(tǒng)，提高了企業(yè)加工數(shù)據(jù)的傳輸和利用更為有效性，從而為實現(xiàn)網(wǎng)絡數(shù)控的信息集成和設備有效管理奠定了基礎。
1 DNC網(wǎng)絡制造系統(tǒng)的組成及其特點
由于我公司數(shù)控設備引進時間較長，結合最近幾年引進設備較為集中的情況，我們采用串口與網(wǎng)口結合的聯(lián)網(wǎng)原則：網(wǎng)口設備具備較好的開放性，未來數(shù)據(jù)采集較為容易；在沒有網(wǎng)口的設備必須采用串口；而對于具備網(wǎng)口但存儲介質容量較低的設備，為了保證在線加工的使用，采用串口聯(lián)接。從而保證DNC系統(tǒng)使用過程中具備靈活和可靠性。圖1所示為我公司DNC系統(tǒng)網(wǎng)絡架構。
DNC系統(tǒng)采用C/S架構，服務器采用Windows2003平臺，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)采用Oracle
圖1 DNC制造系統(tǒng)網(wǎng)絡架構
2 DNC的網(wǎng)絡制造功能
基于DNC的網(wǎng)絡制造系統(tǒng)由管理通訊模塊、自動編程及仿真模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、設計模塊、數(shù)據(jù)查詢模塊、及數(shù)控加工模塊構成。在企業(yè)DNC應用中實現(xiàn)功能如下：
(1)實現(xiàn)了制造系統(tǒng)網(wǎng)絡化、遠程通信功能：操作者直接在機床控制面板上就可得到服務器上的程序清單，且多臺機器可同時上傳、下載信息，互不影響并可直接調用。
(2)實現(xiàn)了數(shù)控程序的二級管理：由于數(shù)控加工程序難以閱讀性，我們本著誰產(chǎn)生數(shù)據(jù)誰管理數(shù)據(jù)的原則來確保數(shù)據(jù)的準確性，建立了一個總廠兩個分廠的程序管理架構，實現(xiàn)了分廠獨立維護數(shù)據(jù)，確保系統(tǒng)具備良好的可用性。
(3)提供一個高效的程序編輯、修改和仿真的平臺：程序在上機床加工前，利用其軌跡和實體仿真功能對編制的程序進行模擬，及時發(fā)現(xiàn)和修改程序，避免在加工中出現(xiàn)錯誤。
(4)實現(xiàn)了數(shù)控加工信息的數(shù)據(jù)庫管理，實現(xiàn)了相關三維模型、刀具文件等信息的關聯(lián)管理：能夠對數(shù)控程序的各種信息，如：程序號、零件號、刀具清單、實驗數(shù)據(jù)、機床和編程信息、相關工藝卡片及圖形文件等進行歸檔管理，并可自定義關鍵字段。CAM原始文件的管理提高了程序修改的便利性。
(5)實現(xiàn)嚴格的權限管理，不同的人員有不同管理權限，實現(xiàn)操作者對本人機床的數(shù)控程序的瀏覽管理：將程序分為編輯、調試、定型三個狀態(tài)，嚴格按照編制、審核、現(xiàn)場驗證、批準一系列流程操作，保證程序的準確性，避免損壞機床和有利于保護整個網(wǎng)絡制造系統(tǒng)的安全。管理流程如圖3所示。
(6)為實現(xiàn)基于網(wǎng)絡制造系統(tǒng)的先進制造技術打下堅實的基礎，提高了設備的使用效率。
3 DNC與企業(yè)數(shù)控加工程序管理
3.1 編制數(shù)控程序的過程
由主管工藝員在工藝編制過程中指定加工設備，從而確定數(shù)控程序編制任務；主管工藝員開《數(shù)控程序編制任務書》，技術中心指派編程員；編程員接到任務書后，打開UG或別的應用軟件去完成具體的編程工作，得到數(shù)控程序文件；編程員登錄DNC系統(tǒng)，創(chuàng)建數(shù)控程序業(yè)務項，并將程序文件掛到相應的業(yè)務項；掛好后就可以將它提交審簽流程，完成正常的審簽流程；審簽完成即可將數(shù)控程序發(fā)布，進行試切；零部件工序檢驗合格后，即可回傳程序整理歸檔。至此，數(shù)控程序的編制任務完成了。
3.2 DNC系統(tǒng)實現(xiàn)程序管理方式與流程
(1)DNC系統(tǒng)程序管理模式
由于數(shù)控程序處于產(chǎn)品開發(fā)的末端，從產(chǎn)品零部件設計信息到工藝信息，再到工序信息，由于在工序設計中，工序信息與NC程序文件不是一一對應關系，因此，需要在DNC中針對零件工序建立業(yè)務項，對應的數(shù)據(jù)項即NC程序文件可以包含多個文件和多種類型的數(shù)據(jù)文件。
(2)DNC系統(tǒng)中流程支持
由于數(shù)控加工設備的引進都集中于近幾年，數(shù)控程序的規(guī)范化管理在國內企業(yè)中普遍存在著不規(guī)范的情況。DNC數(shù)控程序管理系統(tǒng)為企業(yè)在程序規(guī)范化管理方面提供了一種有效的工具。企業(yè)針對原有程序編制過程隨意性強的情況，規(guī)范了程序編制流程(圖3)，利用CIMCO Edit進行程序編輯仿真，NC-Base系統(tǒng)實現(xiàn)了程序的審簽過程，并對試切完成的數(shù)控加工程序進行了強制回傳，并對手工和CAM編程相關文檔的歸檔規(guī)范化管理，這樣企業(yè)的數(shù)控程序得到了有效管理，從而減少了企業(yè)大量的程序重復編制工作，提高了數(shù)控程序重用性。
4 基于DNC的先進制造系統(tǒng)集成
DNC系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了數(shù)控加工程序的規(guī)范化管理，而且可以通過與PDM系統(tǒng)的集成，可以實現(xiàn)產(chǎn)品結構數(shù)據(jù)導入，使數(shù)控加工程序與產(chǎn)品零部件信息相關聯(lián)，從而增強NC程序信息的可控性。同時對于關鍵NC數(shù)據(jù)進行PDM歸檔管理，可以增強PDM數(shù)據(jù)的完整性。圖4所示為企業(yè)PDM與DNC以XML方式進行集成模式。
DNC系統(tǒng)與MES系統(tǒng)集成，為實現(xiàn)資源共享及系統(tǒng)之間的工藝協(xié)調和調度等功能，以便系統(tǒng)管理人員及時了解設備利用率和準備時間、每個零件的加工時間、加工有效時間、設備狀態(tài)信息等，要求網(wǎng)絡制造單元及時向工程管理中心發(fā)送數(shù)控系統(tǒng)的各種狀態(tài)信息，及時提交到MES系統(tǒng)，從而能夠有效提供MES決策基礎信息，提高數(shù)控加工效率。
5 總結
通過DNC系統(tǒng)的實施，實現(xiàn)了企業(yè)NC數(shù)據(jù)的高效傳輸和在線加工，同時規(guī)范了企業(yè)數(shù)控程序編制過程，并對NC過程數(shù)據(jù)和加工文件以及相關文檔很好的保存起來，形成了規(guī)范化的NC管理，通過集成還可以為其他系統(tǒng)提供規(guī)范的數(shù)據(jù)和實時加工數(shù)據(jù)，初步實現(xiàn)了企業(yè)級的網(wǎng)絡化制造環(huán)境。
[參考資料]
[1]基于DNC的網(wǎng)絡制造技術的研究與應用，黃榮杰、吳波，來源：萬方數(shù)據(jù)
[2]DNC系統(tǒng)使用手冊，北京蘭光創(chuàng)新公司實施文檔
(審核編輯: 智匯小新)
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