dnc网络制造系统探究和应用

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1、DNC网络制造系统探究和应用　　摘要基于网络的先进制造技术在我国逐渐得到了广泛的重视与研究，本文以贵州大学机械工程实验中心为缩微模型，研究并构建了一套适合中小企业的集CAD/CAM、DNC及网络通讯技术为一体的工业以太网DNC网络制造系统。关键词DNC；以太网；网络；制造中图分类号TP39文献标识码A文章编号1674-6708（2013）95-0202-020引言贵州大学机械工程实验中心目前主要有VMC800立式加工中心等各类数控机床10余台套，中心配置有工作站和实验中心服务器，各种实验记录及信息管理由专人专机完成，配套了SW6、Pro-e、Edge

2、cam等CAD/CAM/CAPP计算机辅助设计和制造软件，NC程序通过计算机以初级点对点方式输入数控设备中进行加工。此运行模式与我国大部分中小企业现行生产组织特征极为相似，存在以下主要问题：1）设计、制造、控制及管理等各单元模块隔离，信息和设备不能有效共享成孤岛状；2）数控设备档次型号多样，其通讯接口、通讯功能不一；3）各数控设备处于单机运行状态，效率极低；4）管理水平落后；资源和时间得不到充分利用；5）设计方法、制造流程及生产方式等与先进企业差距较大。基于以上问题，现就以贵州大学机械工程实验中心为中小企业的缩微模型，提出一套适合中小企业生产以及高校

3、教学需求的DNC网络化制造系统。1系统方案系统模型方案为基于以太网的DNC（DistributedNumericalControl）集成网络系统模式，如图1所示。DNC制造系统是建立在数字控制技术、微机技术、信息技术和自动化控制技术等基础之上的一种现代制造模式，其将生产设备与上位机集成起来，实现了设备与上位机以及各设备之间的控制信息集约控制。更加突出功能、控制、资源与管理的集成。其系统的集成可以是单元级的，也可以是企业级的，甚至是跨企业级的集成。加之目前开放式系统及DNC技术已被越来越多的数控系统厂家所重视，开发了DNC网络接口选件和通讯软件，并提供

4、开发接口库，由此可以形成功能强大的真正网络化的DNC集成系统。工业以太网结合DNC集成技术的网络结构相比CAN总线结构更简单也更有效。各类异构数控系统之间，设备群与控制网络间都能轻松建立联系，可方便的将校外单位及校内部门和实验中心的DNC与Internet网整合，全面提高了信息的协同性，特别适合中小企业构建网络制造系统。2系统设计2.1主控制结构6如图2所示，数控设备和DNC主控机以及各实验室的计算机、工作站和数据库通过信息交流和中央管理以及集群设备层相联系，实现了数控加工程序的传输、数控系统信息读写、设备状态采集、系统任务管理、系统状态分析和远程控

5、制等，并可分级管理安全权限，同时为企业实现信息化ERP/PDM建设作出准备。2.1.1信息交流层为保证信息传输的安全和可靠性，信息交流层采用了总线拓扑局域网形式，组网实验中心服务器与各单位计算机，透过中央管理层指令中心服务器完成对整个设计及生产系统的数据实采、分布式数据搜索和分析等，并可依据采集后的数据与信息进行加工分析、仿真及决策，同时通过Internet也可与外校或生产厂家实现信息沟通。2.1.2中央管理层中央管理层是实现DNC系统与其他系统集成的重要环节，其通过星型拓扑局域网将除校园网络中心服务器以外的Datebase、实验中心、DNC以及CA

6、D/CAM服务器联系了起来。负责从设备层采集数据，完成数据收集、分类汇总以及数据存储等任务，能依据数控设备的软硬件设置和所存储的运行信息，显示出所有数控设备的即时信息，并对设备的历史工作、闲置时间以及故障率等进行分析统计。2.1.3集群设备层6底层设备的联网是利用TCP/IP转换器Comtrol/DeviceMasterPRO8-PortRoHS和Ethernet网卡将RS232、RS485等工业接口与TCP/UDP接口协议无缝连接，从而实现协议数据的双向转换。2.2系统信息结构如图3所示，DNC串口转换器是数控设备的通讯枢纽，可显示设备即时运行信息

7、，类似于嵌入式网络服务器。加工程序通过串口转换器与DNC服务器进行传递。设备状态信息和加工程序存储在Datebase服务器中。实验中心的网络服务器担当局域网的网关发布设备即时信息，而学校网络中心服务器担当互联网的网关，从Datebase中获取设备状态日志信息经过统计处理后在外网发布实时更新设备状态，提供给外网的生产厂家及相关单位，使所有信息得以共享。DNC网络制造系统硬件网络结构如图4所示。其间DNC网络制造系统核心应用软件主要包括CAD、CAM、DNC、DATEBASE及MES等类别，包括有UG、PRO-E、SolidWorks、MasterCAM

8、、EdgeCAM、DNCProfessional、MicrosoftSQLServer、EAI、CRM等。6