CIMCO DNC在机车制造企业的实施和应用

艾瑞克

摘要: 本文介绍了   CIMCO DNC数控机床联网的作用以及在机车制造业的实际应用。介绍了具体网络建设、管理流程、实际应用等方面内容。
关键词：机车制造业；DNC；数控机床联网


前言
        信息革命是继农业革命、工业革命之后的第三次产业革命，它正在引发人类历史上第三次历史性的飞跃。正是信息化的实际应用把人们从可见的机械应用带入到了虚拟的数字信号应用。信息化的实际应用有效的推动了制造业的快速、高效地发展。在中国，航空制造业、汽车制造业、电子制造业等领头行业引领着工业制造信息化的发展潮流。随着计算机技术、网络技术、信息管理技术以及CAD/CAE/CAM集成化技术的逐步成熟和广泛应用，为企业实现数控设备的有效管理和设计制造一体化提供了强有力的技术手段。机车制造业的信息化实际应用起步比较晚，发展缓慢，但却具有广阔的发展空间。作为机车行业的排头兵，大同电力机车有限责任公司充分考虑了信息化对工业化的强有力的推动作用，投资引进现代化的CNC加工设备、先进的CAD/CAM技术等组建高水平的专业化生产车间。特别是随着企业新的高精设备数控设备的数量不断增多，系统繁杂，管理困难。如何加强对它们的管理、使其发挥出最大的经济效益成了企业制造信息化建设的重要课题。公司在充分考虑了信息化整体集成后，提出了分布式多用户DNC系统解决方案。
1 DNC的作用
             广义上的DNC分布式数字控制（Distributed Number Control），是以计算机技术、通讯技术、数控技术等为基础，把数控机床与上层控制计算机集成起来，从而实现数控机床的集中控制管理，以及数控机床与上层控制计算机间的信息交换。它是现代化机械加工车间实现设备集成、信息集成、功能集成的一种新方法，是车间自动化的重要模式，是实现MES等系统的重要组成部分，是实现CAD/CAM和计算机辅助生产管理系统集成的纽带。
              具体来讲，DNC系统可以有效解决目前数控生产车间一些普遍存在的问题：
1.1车间现有的数控系统繁杂，各系统之间所用的通讯程序也不一样，同车公司的数控机床涉及的数控系统包括MELDAS 50L、NUM、FANUC、Siemens等几十种，每种不同的控制系统又有多种不同的型号，造成相互之间互不兼容的现状，给技术人员、操作人员的编程和应用带来很多不便，大大地限制了零件的转移加工。

1.2几十台数控设备分布零散，坐落在十几个跨，五个车间，全部单机作业管理模式，无论是在程序的传输还是在机床的管理上都存在很多不便。如，我们目前程序的传输基本为直接输机或通过软盘传输。就机床的数量而言，分别为每台机床传输程序占用的时间就很大，直接影响机床的使用效率。

1.3程序流程的审批一直以来走纸面流程，缺乏严格统一的流程审批管理制度，机床长期存放大量程序，版本管理成为问题。
1.4缺乏有效收集机床利用率、加工工时、故障报警等实际数据的手段，数据的共享与收集成为问题。这些信息的收集将是PDM和ERP输入信息的基础，也是各项管理工作的基础。
1.5程序传输用单机或笔记本的形式，频繁的热插热拔容易烧坏机床接口。
1.6部分老的数控系统，内存空间有限，程序一多，机床的内存空间就不够了，大量的加工程序不得不进行反复的删除和键入，直接影响到数控机床的使用效率。
2 DNC的实际应用
2.1 网络建设
                 考虑到计算机控制的灵活性以及数控机床相互之间的影响性，网络布线采用了单串口服务器的星形拓扑结构。直接利用公司现有局域网，将网络延伸到各设备节点，从而使数控设备与各个服务器及工作站形成一个统一的网络系统。每台串口数控设备上都分别装有一台单串口设备服务器，实现任意设备与以太网直接相联，达到在以太网上的任意一台计算机，都可以直接控制任意一台数控设备。同时兼顾网络传输对距离的局限性，在车间距离较远的位置设置了二级交换机。
这样的布线方案具有以下特点：
2.1.1灵活性好，管理思路清晰，可以做到任意一台计算机都可以直接控制任意一台数控设备，与多串口服务器相比，数控设备控制的灵活性更大。
2.1.2可靠性强，因为这种连接方式是典型的星型连接，即便单串口设备服务器发生故障，只会影响一台设备。
2.1.3不受RS232传输距离的限制，确保系统传输稳定可靠。
下图为网络布局示意图。

2.2 管理流程
                考虑到公司的管理模式，CIMCO DNC的实施采用多用户二级管理模式。分为高级权限用户、车间二级管理权限用户二级。主要流程控制由车间独立完成，形成各车间管理小模块，同时各管理小模块又通过公司网络并入公司级管理模块，从而实现管理的统一性。
               各车间分别设立编程员、审核员、批准员，利用CIMCO DNC程序管理流程进行程序的过程审批，并将固定后的程序归档进入PDM数据库。
               程序定型后，操作人员根据生产指令，到指定地点进行程序调用，程序加工完成后，程序上传车间编程人员，编程人员对程序是否改动进行比较验证。
下图为程序管理审批流程示意图。


2.3 实际应用
2.3.1高级权限员的应用
             高级权限管理员根据公司生产组织现状进行用户创立、权限分配。
2.3.2车间服务器/客户端的应用
               在生产车间技术组设立车间级服务器，用来管理车间技术组一定数量的数据库客户端，根据车间实践情况进行用户设立和权限开通。可以浏览本车间数据库内的程序和各种信息。在数据库客户端上，技术人员可以对数控程序进行管理，数控程序的整个审批流程在本车间数据客户端实现。编程人员定期根据生产任务把加工程序添加到指定地点。
2.3.3加工现场的应用
              为了加工现场操作人员的实际应用，在车间现场设置了客户端，操作人员可以根据个人权限进行加工程序的调用、工艺文件、程序仿真的查看以及三维模型、教学录像的观看等操作。
下图为生产现场触摸客户端。


             同时操作者也可以通过数控机床操作界面进行程序的传输。
具体分为以下几步：
1、在机床端通过控制面板，向服务器发送查询请求，服务器自动识别请求端口，并向请求端发送当前的数控程序列表。
2、根据生产指令和操作工艺卡片，在数控程序列表中找到生产所用加工程序，在需要调用的数控程序行前面加上请求发送的标志信息，然后向服务器发送该程序列表。
3、服务器根据接收到的程序列表和所请求发送的标志信息，自动向相应的端口发送要求的数控程序。
4、在机床端接收请求发送的数控程序，然后进行程序的实际加工。加工完成将程序上传编程人员进行比较验证。
3结束语
            数控机床网络CIMCO DNC应用和实施，使机床的程序传输效率和传输准确性大大提高，对生产过程的监控、管理具有很大的辅助作用，使数控程序的管理规范化、系统化向前迈出了一大步。同车公司有了目前的数控机床网络管理系统，为将来的车间生产管理系统、设备在线维护系统和上端的PDM、ERP等系统提供了一个链接的平台，成为了整个企业信息化建设的重要组成部分。

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