机床联网与数控程序管理系统解决方案样本.doc

机床联网和数控程序管理系统处理方案
一、引言
　　多年来，伴随计算机技术、通讯技术和数控技术发展和制造自动化需要，DNC技术得到越来越广泛应用。现在，以CIMS为代表企业信息化理念已经受到越来越多重视，DNC也逐步由单一程序传输演变为集数据管理、生产信息监控等功效扩展DNC，成为CIMS集成关键一环。
二、DNC概念和特点：
　　术语DNC最早是指分布式数控系统（Distributed Numerical Control），其含义是用一台大型计算机同时控制几台数控机床。以后伴随科学技术进步，数控系统由NC （Numerical Control）发展为CNC （Computer Numerical Control 计算机数控系统），每一台数控机床由一台计算机（CNC系统）来控制,所以过去DNC概念已失去意义。
　　现在CNC系统功效已很完善，通常全部支持RS-232C通信功效，即经过RS-232口接收或发送加工程序，有很多CNC系统可实现一边接收N/C程序一边进行切削加工，这就是所谓DNC (Direct Numerical Control)，但不是全部CNC系统全部支持这一功效，有部分系统只是先将接收加工程序存放在系统内存(Memory)里，而不能同时进行切削加工，这种传输形式通常叫块(BLOCK)传输。
　　伴随电子技术飞速发展，过去部分只能在大型机或工作站上运行CAD/CAM软件，现在也可在很廉价微机上应用，这使得CAD/CAM系统逐步得到普及。这些CAD/CAM系统通常可进行3-D形式曲面造型及生成对应N/C代码，这些3-D形式N/C代码全部很长，通常能达成几百K及几兆不等，大部分CNC系统内存全部极难容下这么大加工代码,这时用DNC进行传送加工最为经济，因为对大部分CNC系统来说，扩充系统内存全部很昂贵，而现在PC机及对其内存扩充全部很廉价。所以说用RS-232串行通信口对车间中NC机床进行联网是现在用好NC机床一个关键手段。
三、现在机床通讯和数控程序管理状态：
1. 数控程序通讯方法现实状况及问题
    1)车间现有数控系统繁杂，各系统之间所用通讯程序也不一样，造成相互之间互不兼容现实状况，给技术人员、操作人员编程和应用带来很多不便，大大限制了零件转移加工。
    2)通讯程序为1对1通讯程序，不含有程序自动反应和监测功效，在进行机床和计算机通信时，必需2个操作者同时工作，1个在机床前操作机床，另一个在计算机终端前操作通讯软件，二者交替操作，才能完成通讯工作，所以十分不便。现实操作中大部分工厂采取方法是数控机床边上放一台电脑，或多台数控设备共用一台电脑形式，传输软件大多为机床厂随机带软件，dos版居多。程序传输采取交互形式进行，即机床设为等候状态后，电脑端再传输。
    3)不能实现远程传输，技术人职员作环境差。车间中噪音、灰尘、油气等，环境较差，应尽可能降低技术人员为传输程序而在机房、机床之间奔波，安心在机房把程序编好，由操作人员在机床边远程调用，技术人员在调试程序时再和操作人员一起调试程序，程序调通以后在机床边由远程传输功效，自动传输到对应目录下或数据库内。
    4)车间对各台数控设备加工程序管理，采取是磁盘管理方法。首先磁盘介质轻易损坏；其次，对于没有软驱数控系统，必需先将磁盘上程序拷贝到通讯用计算机上，临时连接进行通讯。不仅操作不便，而且不便于对机床加工任务进行管理，更无法对设备现场加工程序进行检测。通常来说，车间离编程室全部有较远距离，技术人员经过拷软盘或抱笔记本电脑方法传输程序，往返奔波于两地之间，浪费很多时间，不利于提升工作效率，而且频繁热插热拔轻易烧坏机床接口。
    5)多种登陆、机床端口信息无统计，不能方便地查看。
    6)没有程序传输成功或失败信息反馈。
    7)不能实现从程序任意位置传输，比如换刀处等。
    8)部分机床高级功效未能发挥出来，如ftp，nfs等。
    9)部分老数控系统，内存空间有限，程序一多，机床内存空间就不够了，大量加工程序不得不进行反复删除和键入，频繁反复零件准备工作浪费了大量工作时间，直接影响到数控机床效率，加工程序反复编制也影响了程序稳定性。
    10)一个单位数控机床可能使用了多个不一样数控系统，根据传统联网方法，通常是给每台机床配置1台PC机，针对不一样数控系统使用不一样通信程序，弊端是显而易见。而且车间放很多电脑，工业环境恶劣，电脑寿命大大缩短，而且凌乱、不利于管理。而数控设备正超向集成化、智能化、网络化方向发展，越来越含有pc机等高级计算机特点，目前数控设备大多处于一个单机操作形式，需要象pc机一样，进行网络化改造，实现资源共享。
2. 数控程序管理现实状况
    1)现在，大部分技术人员采取方法是每个人在计算机上建立不一样目录，伴随人员增加，程序量膨胀，存在程序版本混乱、查找困难等问题，假如有些人调动或跳槽，其程序能否安全地调用确实是个疑问，再者，程序安全问题，自己已调好程序有可能误操作，乃至她人无意更改了你程序，这些全部是常常发生问题。不过，在数控加工中无小事，很轻易产生批次问题，性质就严重了。
    2)另外，程序在调用之前能否查看一下刀路轨迹、两个版本能否智能地比较一下，有没有更改字符，有没有错漏行？能否实现简单地址数学运算？
    3)程序结构问题，数控程序要和对应零件模型关联，还要有对应刀具清单、刀具参数、工艺卡片等文档，伴随数码相机普及，最好把关键工序加工状态、装夹状态、特殊刀具形状统计下来，并和程序一起存放，下一次调用就很形象、很直观。
    4)最终一个是程序状态问题，有刚刚编写，有是在调试，有是定型，怎样区分不一样性质程序，对不一样人设置不一样权限，也是很关键。
四、处理方案：
    采取成熟、完善DNC处理方案，用一台计算机进行多台数控机床程序管理和程序传输。

    好处：处理上述机床通讯和数控程序管理状态中存在全部问题，具体表现在：
    1)DNC通讯软件能够支持多种数控系统，支持多种通信标准；
    2)支持从机床端自动调用计算机内NC程序文件；
    3)能够远程将多个数控程序打包并调用；
    4)支持CNC机床在线加工，并可实现多机床同时在线加工，支持在线加工时断点续传功效，支持DNC在线加工时子程序在线调用；
    5)支持NC程序文件从机床端到计算机端自动下载；
    6)多台机床能够同时调用所需加工程序；
    7)自动生成文件传输信息报表，便于统计及核查管理；
    8)完善错误信息汇报；
    9)提供不一样数控程序多种方法比较功效，便于比较两个或多个程序间不一样；
    10)能提供强大数控程序编辑功效；
    11)传输距离不受限制；
    12)提供程序数据库管理功效；
等等.
五、机床联网多个整体方案：
    因为各数控车间（或工厂）规模不等、工作习惯不一样，所以各单位联网方案也不尽相同，可能是经典某一个连接形式，也可能是多个形式结合。但其原理是相通，下面就把最常见多个联网方案介绍一下。
1. 中间用户机型
    在这种方案中，采取一台用户机经过多路RS232接口（或多功效串口通讯卡），控制多台数控设备，而每台用户机又经过以太网和服务器、车间、整个工厂乃至Internet无缝连接起来，其经典结构图9。
此专题相关图片以下：

    在这种方案中，采取一台用户机经过多路RS232接口（或多功效串口通讯卡），控制多台数控设备，而每台用户机又经过以太网和服务器、车间、整个工厂乃至Internet无缝连接起来，其经典结构图9。
    这种方案优缺点是：
优点：
a) 成本低，当机床数量越大，每台机床平均成本越低。
b) 局域网建设不是必需，和原系统改变不大。
缺点：
a) 当某一硬件或软件发生故障时，会影响多台设备运转。
b) 受RS232传输距离限制，超出15米时，必需增加长距离接收器。
c) 需要较多PC机。
2. 多串口设备服务器型；
    这种方案特点是采取一台多串口设备服务器，实现多台数控设备和以太网连接，这么，在以太网上任意一台计算机，全部能够直接控制该网络任意一台机床。
此专题相关图片以下：

优点：
a) 平均成本较低，和上一方案相比，成本略高，但当机床数量较多时，成本仍然较低。
b) 灵活性好，因为任何一台计算机全部能够控制任意台数控设备，故含有较高灵活性。
缺点：
a) 当多串口设备服务器发生故障时，会影响多台设备。
b) 受RS232传输距离限制，超出15米时，必需增加长距离接收器。
3.单串口设备服务器型
    这种设计方案特点是：每台串口数控设备上全部分别装有一台单串口设备服务器，实现任意设备和以太网直接相联，达成在以太网上任意一台计算机，全部能够直接控制任意一台数控设备。
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单串口设备服务器
图11  单串口设备服务器型结构图
优点：
a) 灵活性好，能够做到任意一台计算机全部能够直接控制任意一台数控设备，使得数控设备控制灵活性大大提升。
b) 可靠性强，因为这种连接方法是经典星型连接，即便单串口设备服务器发生故障，只会影响一台设备。
c) 不受RS232传输长度限制。
缺点：
a) 需要建设标准局域网。
b) 成本稍高。
六、DNC通讯软件：
　　常见两款世界级DNC软件，美国XpertDNC企业XpertDNC通讯软件，欧洲CIMCO企业DNX-Max软件。优点，功效强大，成熟，均为国外顶级DNC通讯软件；缺点，价格全部比较高。
　　另外，伴随中国DNC技术发展，部分有实力企业纷纷开发出自己DNC通讯软件，如北京机床研究所JCSDNS，东升软件DSDNC等。因为这些企业原本就是从事数控机床相关工作，所以她们开发出全部比较专业，有甚至能够和国外相媲美，而她们价格全部比较低，是中小企业上马数控机床联网项目标好选择。