DNC系统在机械制造型企业的应用研究

潘娅

摘要：制造业信息化、数据化是近几年来制造型企业面临的发展趋势与机遇。但是，目前很多企业的底层制造设备基本上还孤立于企业信息系统之外，对数控加工设备下传数控加工代码和数控加工设备的信息反馈都不能实时进行。DNC系统将制造设备集成到企业信息系统中，有望解决上述问题，使企业的信息化资产达到更高的效用。

关键词：DNC系统 信息系统集成 制造业信息化

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）06-0000-00

1 引言

DNC 是用一台计算机对多台数控机床进行集成化控制管理的一种方式。关于DNC 的研究始于本世纪60年代，后来由于CNC技术的发展，人们将注意力更多地转向了对单台数控系统的研究。近年来，随着计算机网络和通讯技术的发展以及制造自动化的需要，单台数控设备联网运行的要求越来越迫切，DNC 因其投资少、规模小、见效快等优点重新引起国内外的重视。

2 DNC要解决的问题

2.1 DNC系统概述

目前国内外主流的研究方向是集成DNC系统，其基本思想是延伸和拓展传统DNC系统的功能，使它可以和企业的其它信息系统分享信息，实现制造车间制造设备（如数控机床、测量清洗设备等）的集中控制管理以及制造设备之间、制造设备与上层计算机之间的信息交换。

2.2 DNC的优势

DNC系统成功解决了数控加工领域存在的几个棘手问题：（1）采用串口通信协议在数控机床和现场计算机之间直接传输NC程序，经常导致数据错误和传输中断。（2）生产现场恶劣的环境严重缩短了现场传输计算机的使用寿命，频繁热插拔RS232标准串口线，容易导致机床RS232标准接口被烧坏。（3）在加工过程中，因突然断电或其他原因导致机床停机，在故障恢复后，机床须重复故障发生前的加工过程，浪费工时和原料。（4）数控加工设备内存空间有限，经常需要进行NC程序的换入换出，影响设备吞吐率，同时NC程序反复删除和录入也影响程序版本稳定性。（5）NC代码管理混乱、查找困难，编辑或修改程序无记录，缺乏版本控制和代码审核的有效机制，代码改动缺乏可追溯性。

2.3 DNC系统的不足

（1）产品选择面较窄。当前大部分国产DNC系统往往局限于单一供应商的数控机加设备，平台可移植性差，开放性不强，不利于系统集成。而通用性强、业界口碑好、市场占有率高的DNC系统，如CIMCO DNC等均为国外产品，实施和维护成本都比较高。（2）高度集中会带来安全风险。DNC系统将全部NC程序都集中在服务器上，由服务器统一提供程序的上传、下发和版本控制服务，一旦服务器崩溃或遭到攻击，将对企业造成不可估量的损失。

3 系统实现

3.1 通信子网建设

在通信子网建设中，要特别注意三个问题。（1）生产现场空间广阔，环境恶劣，存在一定程度的电磁干扰，从交换机到数控机加设备的线路必须具备良好的抗干扰能力，避免网络故障造成程序传输失败等情况，一般采用六类屏蔽双绞线或光纤布线系统。（2）不同数控设备配备的通信接口不尽相同，如多数设备都有R232串口，新型号的设备有RJ45接口，少数新设备还装备了WIFI，必须根据实际情况部署若干串口服务器，将机床的R232信号转换为交换设备的RJ45信号，实现旧型设备联网。（3）不同数控设备在数据传输速率、缓存容量、数据格式等基本参数方面大相径庭。需要全面收集系统中数控设备的通信参数，分别配置个性化的通信策略。

3.2 生产流程定制

DNC系统一方面要与企业的生产流程紧密结合，同时还要与CAD、CAM、CAPP等制造信息化系统高度集成，两方面同时发力，才能发挥其最大效用。我们为企业定制的DNC工作流图如图1所示：

3.3 确保数据安全

为了消除DNC系统带来的安全风险，一是设计了一种网络冗余主/从机自动切换模式，一般情况下由主机提供DNC各项服务，从机监视主机状态，一旦主机意外停止服务，从机由主机崩溃前的状态开始自动接管主机工作，不影响车间加工生产，当主机恢复正常工作后，从机又自动交回系统控制权。NC程序、系统配置、权限策略等数据库每天须执行增量备份。二是把DNC系统纳入企业局域网的安全管理体系中，依靠局域网中防火墙、安全审计、单点登录等安全防护设施，防止DNC系统遭到入侵或攻击，保障企业无形资产的安全性和完整性。

4 结语

集成DNC系统能大大提高车间的工作效率，减少出错率，节约生产成本。同时，它和CAD、CAPP等系统集成起来，分享信息和计算资源，显示出敏捷生产的发展趋势。该系统能提高车间的生产控制和管理水平，实现制造过程的高度集成化，能够作到零件的无纸化加工。在提高计划完成均衡性、产品按期交货率、设备利用率、增加产量、改进产品质量和提高劳动生产率等方面取得显著成效。

参考文献

[1] 张旭梅，刘飞，王时龙，等.集成DNC系统及其运行模式探讨[J].计算机集成制造系统，1998（1）：32-35.