DNC网络技术在小型车间的应用

天津航空机电有限公司（300308) 张作军

近几年，随着计算机技术、通信技术和数控技术的发展以及制造自动化的需要，DNC技术得到越来越广泛的应用。目前，以CIMS为代表的企业信息化理念已经受到现代化企业越来越多的重视，DNC也逐渐由单一的程序传输演变为集分布式程序通信、程序编辑与仿真及数控程序管理等强大功能于一体的综合系统。

1.公司实施DNC网络技术的条件

我们公司现有数控切削加工设备8台 (不包含电切削类设备)，其中铣削类和车削类各4台，近期准备购买的设备3台。目前采用的工作方式是单机作业，设备的高柔性、高效率得不到发挥，所以将这些设备进行联网，可大大提高数控设备的生产效益。为提高生产效率、降低劳动强度，实施网络DNC这种先进的数控加工组织方式显得非常重要。

2.DNC网络技术实施的选型

方案原定使用一台PC连两台机床的方法，后来经过对目前PC市场的调研，发现目前具备两个COM接口的PC在市场上已极少见。经与网管中心研究，最终采用基于串行端口和RS232接口的“点对点”机床联网结构方案。网络结构如图1所示。

图1 公司网络DNC结构

这种结构的优点是:

(1)灵活性好，可以做到任意一台电脑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)可靠性强，因为这种连接方式即便单串口设备发生故障，只会影响一台设备，不会造成大面积影响。

(3)不受RS232传输距离的限制，确保系统传输稳定可靠。

3.方案的实施

(1)系统的硬件组成:从图1可以看出，系统中除了数控加工设备外，还需要程序终端计算机、网络接入设备和网络线路、用户终端计算机及单串口连接设备等硬件设施。

(2)系统的软件组成及其功能:系统的软件由三部分构成:①CAD/CAM系统，用于生成数控加工程序和数控加工信息管理。②SEDIT程序编辑系统，用于对需要传输的程序和从机床端输入的程序进行编辑 (如图2所示)，其功能强大，除进行正常编辑外，还集成了大部分机械加工相关计算功能、数控程序编码转换功能和16进制编辑功能等。③DNC通信系统，这是DNC系统的核心，负责数控机床的联网和程序的传输，程序的上传和下载只需要机床操作人员在机床操作面板上直接完成。我们的系统使用的DNC通信软件有:SDNC、V24和NUMCOM三种，SDNC用于程序的输入/输出，V24和NUMCOM用于在线加工。图3是SDNC界面。

图2 SEDIT界面

图3 SDNC界面

(3)应用:DNC网络的应用分为程序终端的应用和加工现场的应用。程序终端的应用由编程员进行，首先进行数控程序的编制和数控加工程序库的管理工作;其次可以对加工现场计算机进行监控;还可以作为职工技术技能培训的主机进行远程辅导。

(4)加工现场的应用分两个方面:①向程序终端发送调用程序申请，获得适用的数控加工程序和作业指导书。作业指导书很重要，它包含加工使用的装夹方法、对刀位置、刀具的使用等生产必需信息。图4为加工现场需用的作业指导书片断。②数控程序的调用。虽然加工方式不同，数控程序的调用基本上包含3个步骤:数控机床发送准备接收指令，此操作在数控机床的控制面板进行;终端PC发送数控程序;在机床端接收到程序后进行仿真、试切以及正式加工。

图4 程序用作业指导书 (说明文档)

4.DNC网络技术实施后的运行效果

按本方案组建的DNC网络经过一个月的正式实施后达到了如下效果:

(1)实现车间数控设备的完全网络化管理。构建基于以太网的DNC网络，彻底改变了以前数控机床的单机通信方式，全面实现机床的集中管理与控制，机床由以前的信息孤岛转变为整个车间的信息节点，实现数控机床的完全网络化管理。

(2)程序管理更科学规范。完善的程序签署流程、准确的权限管理、方便的版本管理以及良好的可追溯性，实现对NC程序全生命周期的跟踪管理，提高NC程序的规范化管理水平，让编程员、操作员在正确的时间轻松地处理正确的工作，生产出正确的产品。

(3)明显提高机床利用率，减少机床辅助时间。DNC网络的应用以其方便、可靠、全自动的程序传输功能，快速、高效的程序编辑功能，准确、直观的程序模拟仿真功能，程序工艺文件的关联管理与快速查找功能，都可以将程序编辑、仿真、管理等生产辅助任务在计算机端完成快速高效地完成，可最大程度地提高机床的有效利用率。

(4)产品质量进一步提高，明显降低产品废品率。规范严谨的程序管理，可从根本上避免程序误调用的可能，从而完全避免因程序错误而出现批次报废的情况;传输过程中的多重检验机制，确保程序的传输更加安全可靠。网络DNC可从最大程度上避免程序错误，从管理手段与措施上使产品质量有了根本的保障。

(5)明显降低相关人员劳动强度。规范的程序库管理等功能，将编程员从枯燥的程序输入、编辑、检查、调试、传输中解脱出来，更轻松、高效地从事更多有创造性的工作。操作者不用离开机床就能完成程序的调用申请、程序调用、程序比较及程序上传等全部工作，明显降低了操作者因程序传输跑来跑去的辛苦。

(6)以网络DNC为主线，车间人员分工明确，职责清晰。①机床操作者，通过简便的方式实现数控程序的调用，并实现了刀具清单、三维模型、加工工艺及加工信息等相关文档的查阅，准确地预测程序加工时间和刀具更换时间。②程序编程员，在自己的计算机上以客户端的方式，完成数控程序的编辑仿真、程序及加工信息文件管理、程序入库及程序下发等功能。③通过DNC网络教学软件，实现对操作人员软件应用及设备维护等技能的培训。

5.结语

这种DNC网络应用技术将学习、生产、监控集于一体，特别适合在小型数控车间实施。通过该技术的应用和实施，使机床的程序传输效率和传输准确性大大提高，对数控加工生产过程的管理具有很大的辅助作用，使数控的管理更规范、更系统。