【摘 要】分（fèn）布式數控係統( DNC) 是（shì）提高加工企業（yè）設備利用率、降低生產成本（běn）的有效手段。針對（duì）我國軍（jun1）工企業加工製造現狀，在數字化車間數控機床聯網及實現技術研究的基礎上，利用先進的數（shù）控管理技術，結合數字化車間（jiān）的軟、硬件（jiàn）條件，建立了一（yī）套（tào）適（shì）用於軍工產品加工車間的完善 DNC 係統，實現了 DNC 網絡製造單元與數控設備之間（jiān）的集成、網絡（luò）製造（zào）單元與 DNC 服務器之間的信息集（jí）成。
 
       【關鍵詞】分布式數字控製（zhì）( DNC)
 

        前言
   
        對軍工企業而言，“多品種、小批量”的特（tè）殊行業特點決定（dìng）了企業生產管理的複雜（zá）性。采用一種新型的、智能的、低成本的製造方法（fǎ），成（chéng）為企業加工製造的迫切需求。為此，需要建立一種市場需求驅動的、能快速響應需求的機製和製造手段。
 
       分布式（shì）數字數控( Distributed Numerical Control，DNC) 意（yì）為直接數字控（kòng）製或分布數字控製，是實現 CAD/CAM 和計算機輔助生產管理係統集成的紐帶，是實現機械加工（gōng）自動化的必要手段。DNC 係統能（néng）夠實現車間（jiān）數控設備及（jí）生產工位的統一聯網管理，支持數控設備的在線（xiàn）加工、NC 程序的斷點續傳、在線遠程請求和曆史追溯等，提高企業數控設備（bèi）的生（shēng）產效率。DNC 旨（zhǐ）在克服因使用紙帶輸入、人工輸入數控加工程序而引起的一係（xì）列問題，降低數（shù）控設備的使用（yòng）成本。
 
       傳（chuán）統 DNC 僅（jǐn）滿（mǎn）足程序傳輸和數據管理功能。由於（yú）數控技術（shù）的快速（sù）發展，傳（chuán）統的 DNC 已（yǐ）不能完全滿足製造自動化（huà）的需要，有必要擴展 DNC 的管（guǎn）理功能，增加數控程序的數據庫（kù）管理、程序流程管理、車（chē）間設備信（xìn）息的采集等功能，並加強與上層設計、管理等係統的集成，將他們發展成為新一代（dài）的 DNC 網絡才能滿足當今車間環境中（zhōng）信息交換的需要。
 
      基於軍工（gōng）企（qǐ）業數控車（chē）間的現狀，依據整個車間的數控設備，建設基於以（yǐ）太網的 DNC 數字化製造（zào）平台，使數控設備（bèi）更具操作性（xìng）和（hé）群控性，提高操作人（rén）員和數控加工設備的效率。
 
      2 、DNS 係統網絡體係平台
 
      2 ． 1 數字化車間 DNC 網絡拓撲結構設計
 
      基（jī）於以太網的（de）通信技（jì）術，對數字（zì）化車間 DNC 係統網絡平台進行了設計，在車（chē）間內（nèi）部搭建了一個局域網絡，並將（jiāng）該（gāi）網絡與工廠局（jú）域（yù）網絡連接，實現 DNC 服務器與數控設備之（zhī）間的網（wǎng）絡連接。利（lì）用工業以太網的（de）抗幹擾性能強的特點，保證了信息傳輸的穩定（dìng）性、實時性，且易於與管理層的（de）集成。
 
      2． 2 DNC 係（xì）統網絡體係構建
 
      DNS 係統網絡體係包括服務器和管理客戶端。
 
      ( 1) 服務器。考慮到機床（chuáng）布局比較集中，設立一台 DNC 數據庫服務器，負（fù）責管理全廠數控（kòng）程序傳（chuán）輸、管理和機床的數（shù）據采集（jí）及分析處理，程序的調用和上（shàng）傳由操（cāo）作者在機床端完成。機床每次傳輸程序( 包括上傳、下載和（hé）在線) 都能（néng）夠自動進入數據庫，同時自動產（chǎn）生程序傳輸日誌。服務器會自動采集機床的運行信息和（hé）加（jiā）工數據。( 2) 管理客戶端。在編程人員辦公室和車間各個班組都（dōu）設立一定數量的數據庫節點，編程人員的數據庫節點可以向各機床下發數控（kòng）程（chéng）序，可以瀏覽數據庫內的程（chéng）序和各種信息，也可以進行程序的編輯與仿（fǎng）真。通（tōng）過機床組的數據庫節點，各機床操作人員可以對各自機床的數（shù）控程序進行管理。
 
      2． 3 DNC 係統的網絡通信
 
      DNC － Max 是（shì）機床聯網的（de）核心部分，實現數控設備的聯網與遠程通訊等功能。( 1) 通過 ＲS232 接口或機床網口，一台服務器可實現超過 256 台數控設備的雙向並發通訊。( 2) 針對機床聯網，用 TCP/IP 實現（xiàn）了網絡製造（zào）單元與 DNC 服務器之間的信息集成。TCP/IP 直接驅動（dòng）方式提升傳輸速度，經測試，在波特率 19200 情況下速度（dù）提升 30% ，在波特率 115200 情況下速度提升 300% ，因（yīn）此機床采用通訊波（bō）特率越高提升速度性能越高。( 3) 針對串口傳輸機床( 如 Fanuc、SIEMENS 係統) ，機床（chuáng）端增（zēng）加文件夾名稱查看功能，選中該選框後（hòu），機床在接收的目錄列表中將包含（hán）所有（yǒu）子目錄的名稱。( 4) 針對串口傳輸機床如 Fanuc 係統，機床端按文件夾名稱調用功（gōng）能。( 5) 利用 DNC 通信軟件實現異構數控係統的通信功能（néng）。
 
      3 、係統數據管理平台（tái）
 
      3 ． 1 DNC 係統（tǒng）平台
 
     車（chē）間的工藝部門使用工藝程序標準流程為: 編 製———審核———下發機床試切———機床（chuáng）程序回傳服務器———定型———批量生產。車間工藝員編製好 NC 程序，遞交審核員對程序進行軌跡校核、程序仿真，確認無誤後，審核通過（guò）後，程序自動（dòng）下發到機床對應的（de）程序（xù）目錄，操作工現（xiàn）場調用程（chéng）序，進行試切加工（gōng），此時編（biān）程人員應現場跟蹤指定（dìng）。
 
     3． 2 DNC 係統在（zài）數字化車間中的集成
 
    為確保軍工企（qǐ）業信息最大程度地實現共享，避免各管理係統間形成獨立的信息化孤島，DNC 係統要和其它管理係統如 PDM、MES等係統進行（háng）有機集成，為企業信息化管理提供統一完整的數據支持。該係統提供功（gōng）能強大的二（èr）次開發包，容易實現與其他係統的（de）集成。
   
     3． 3 DNC 係統管理軟件
 
     利用 DNC 管理軟件（jiàn），針對車間實際的生（shēng）產情況（kuàng）設置了編程員，技術員，管理員等角色（sè），並對角色進行了權限配置，滿足車間實際生產（chǎn）和安全管理的需要（yào）。
 
     通過 OＲACLE 數據庫對（duì） NC 代碼、圖文資料進行集中管理。
 
     4 、機床監控與數據采集
 
     利用 DNC 係統通信軟（ruǎn）件對該平台進行通信測（cè）試，針對不同係（xì）統（tǒng）的機（jī）床進行參數設（shè）定，保證（zhèng） NC 代碼、係統參數的傳輸，並在加工過程中進行機床數據采集及監控。
 
     ( 1) 針對 Fanuc、SIEMENS、Heidenhain 等高端帶網（wǎng）卡的（de）機床，且具有相關協議( Fanuc 采（cǎi）用 focus 協議，SIEMENS 采用 OPC 協議，Heidenhain 采用 SIM 協議) 無需添加任何硬件，通過相應的采集服務，直接通過網卡可采集幾乎所有的（de）生產信息（xī）。
 
     ( 2) 對於無法采用網（wǎng）卡采集（jí）的機床，我們需（xū）要添加智能采集終端，利用機床處於某一狀態時所輸出的信號( 如開關量或模擬量) ，接入這個智（zhì）能采（cǎi）集終端，通過信號轉換，就可以判斷出機床所處的狀態。為了使這個狀態更準（zhǔn）確、客（kè）觀，可以通過多個信號的邏輯處理來判斷（duàn）。
 
     5 、結語
 
     依托軍工產品數（shù）控車間的軟硬件基礎，構建了基於數字化（huà）車（chē）間的 DNC 係統，實現（xiàn）了數據管理（lǐ）平台和機（jī）床監控與數據采集管理。基於以太網的車間生產、管（guǎn）理、監控的一體化，DNC 為軍（jun1）工（gōng）加工車間（jiān）數字（zì）化製造提供了一個共享管理平台，建設了統一的軍工製造企業數字化製造（zào）係統。
 
     實際案例驗證，DNC 係統實施和應用後，機床的（de）程序傳輸效率和傳輸準確性（xìng）大大提高，對生產過程的監控、管（guǎn）理（lǐ）具有很大的輔助作用，數控程序的管理（lǐ）規範化、係統化程度得到（dào）提升，為車（chē）間生產管理係統提供了一體化管理平台，為企業實現數（shù）字化車間和智能製造提供了數據基礎和係統保障。