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。