0 引言

在計算機技術和網絡技術迅猛發展的今天，現代制造業日益體現出智能化、網絡化、集成化、創新和信息化(5I，Intelligence、Internet 、Integration 、Innovation&Information)的特點。數字化的產品研發設計和網絡化制造已成為制造企業在21世紀的重要發展方向，DNC分布式數字控制，是以計算機技術、通訊技術、數控技術等為基礎，把數控機床與上層控制計算機集成起來，從而實現數控機床的集中控制、管理以及數控機床與上層控制計算機間的信息交換。它是現代化機械加工企業實現設備集成、信息集成、功能集成的一種新方法，是制造業自動化的重要模式，也是實現MES等系統的重要組成部分[1]。數字化的產品研發設計和網絡化制造技術的應用使得企業的生產方式發生了根本性的變化，尤其是網絡技術的應用使得企業內部局域網的功能由管理決策層延伸到制造加工層，整體信息化的集成使企業的CAD/CAM/CAPP等數字設計模塊和數控加工設備的聯系變得更為緊密。企業通過實施應用DNC系統，提高了企業加工數據的傳輸和利用更為有效性，從而為實現網絡數控的信息集成和設備有效管理奠定了基礎。

1 DNC網絡制造系統的組成及其特點

由于我公司數控設備引進時間較長，結合最近幾年引進設備較為集中的情況，我們采用串口與網口結合的聯網原則：網口設備具備較好的開放性，未來數據采集較為容易；在沒有網口的設備必須采用串口；而對于具備網口但存儲介質容量較低的設備，為了保證在線加工的使用，采用串口聯接。從而保證DNC系統使用過程中具備靈活和可靠性。圖1所示為我公司DNC系統網絡架構。

DNC系統采用C/S架構，服務器采用Windows2003平臺，數據庫管理系統采用Oracle10g數據庫系統，編程者采用客戶端可以實現對系統的遠程維護，數控機床操作者可以通過數控系統界面來下載上傳程序。數控機床聯網、通訊、管理系統由CIMCO DNC-Max V5(DNC機床聯網通訊系統)、CIMCO NFS（FTP服務器以太網通訊）、CIMCOO Edit V5( 數控程序編輯與仿真系統)、CIMCIO NC-Base V5(數控程序管理系統)三部分構成，這三個部分無縫集成為一個整體，分別負責機床通信、程序編輯和程序管理（以下簡稱DNC）。CIMCO NC-Base不僅可以對數控加工程序進行有序管理，并可以調用功能強大的CIMCIO Edit進行程序編輯和加工軌跡的仿真。同時與CAPP、PDM、MES等系統具有良好的集成性，該系統能關聯存儲2D、3D零件圖檔、工藝卡片和刀具信息等圖文檔，以便在調用加工程序時，相關工藝卡片、刀具信息、幾何參數可一并傳輸，整個網絡制造系統信息流程如圖2所示。

圖1 DNC制造系統網絡架構

2 DNC的網絡制造功能

基于DNC的網絡制造系統由管理通訊模塊、自動編程及仿真模塊、數據管理模塊、設計模塊、數據查詢模塊、及數控加工模塊構成。在企業DNC應用中實現功能如下：

(1)實現了制造系統網絡化、遠程通信功能：操作者直接在機床控制面板上就可得到服務器上的程序清單，且多臺機器可同時上傳、下載信息，互不影響并可直接調用。

(2)實現了數控程序的二級管理：由于數控加工程序難以閱讀性，我們本著誰產生數據誰管理數據的原則來確保數據的準確性，建立了一個總廠兩個分廠的程序管理架構，實現了分廠獨立維護數據，確保系統具備良好的可用性。

(3)提供一個高效的程序編輯、修改和仿真的平臺：程序在上機床加工前，利用其軌跡和實體仿真功能對編制的程序進行模擬，及時發現和修改程序，避免在加工中出現錯誤。

(4)實現了數控加工信息的數據庫管理，實現了相關三維模型、刀具文件等信息的關聯管理：能夠對數控程序的各種信息，如：程序號、零件號、刀具清單、實驗數據、機床和編程信息、相關工藝卡片及圖形文件等進行歸檔管理，并可自定義關鍵字段。CAM原始文件的管理提高了程序修改的便利性。

(5)實現嚴格的權限管理，不同的人員有不同管理權限，實現操作者對本人機床的數控程序的瀏覽管理：將程序分為編輯、調試、定型三個狀態，嚴格按照編制、審核、現場驗證、批準一系列流程操作，保證程序的準確性，避免損壞機床和有利于保護整個網絡制造系統的安全。管理流程如圖3所示。

(6)為實現基于網絡制造系統的先進制造技術打下堅實的基礎，提高了設備的使用效率。

3 DNC與企業數控加工程序管理

3.1 編制數控程序的過程

由主管工藝員在工藝編制過程中指定加工設備，從而確定數控程序編制任務；主管工藝員開《數控程序編制任務書》，技術中心指派編程員；編程員接到任務書后，打開UG或別的應用軟件去完成具體的編程工作，得到數控程序文件；編程員登錄DNC系統，創建數控程序業務項，并將程序文件掛到相應的業務項；掛好后就可以將它提交審簽流程，完成正常的審簽流程；審簽完成即可將數控程序發布，進行試切；零部件工序檢驗合格后，即可回傳程序整理歸檔。至此，數控程序的編制任務完成了。

3.2 DNC系統實現程序管理方式與流程

(1)DNC系統程序管理模式

由于數控程序處于產品開發的末端，從產品零部件設計信息到工藝信息，再到工序信息，由于在工序設計中，工序信息與NC程序文件不是一一對應關系，因此，需要在DNC中針對零件工序建立業務項，對應的數據項即NC程序文件可以包含多個文件和多種類型的數據文件。

(2)DNC系統中流程支持

由于數控加工設備的引進都集中于近幾年，數控程序的規范化管理在國內企業中普遍存在著不規范的情況。DNC數控程序管理系統為企業在程序規范化管理方面提供了一種有效的工具。企業針對原有程序編制過程隨意性強的情況，規范了程序編制流程(圖3)，利用CIMCO Edit進行程序編輯仿真，NC-Base系統實現了程序的審簽過程，并對試切完成的數控加工程序進行了強制回傳，并對手工和CAM編程相關文檔的歸檔規范化管理，這樣企業的數控程序得到了有效管理，從而減少了企業大量的程序重復編制工作，提高了數控程序重用性。

4 基于DNC的先進制造系統集成

    DNC系統不僅實現了數控加工程序的規范化管理，而且可以通過與PDM系統的集成，可以實現產品結構數據導入，使數控加工程序與產品零部件信息相關聯，從而增強NC程序信息的可控性。同時對于關鍵NC數據進行PDM歸檔管理，可以增強PDM數據的完整性。圖4所示為企業PDM與DNC以XML方式進行集成模式。

DNC系統與MES系統集成，為實現資源共享及系統之間的工藝協調和調度等功能，以便系統管理人員及時了解設備利用率和準備時間、每個零件的加工時間、加工有效時間、設備狀態信息等，要求網絡制造單元及時向工程管理中心發送數控系統的各種狀態信息，及時提交到MES系統，從而能夠有效提供MES決策基礎信息，提高數控加工效率。

5 總結

通過DNC系統的實施，實現了企業NC數據的高效傳輸和在線加工，同時規范了企業數控程序編制過程，并對NC過程數據和加工文件以及相關文檔很好的保存起來，形成了規范化的NC管理，通過集成還可以為其他系統提供規范的數據和實時加工數據，初步實現了企業級的網絡化制造環境。

[參考資料]

[1]基于DNC的網絡制造技術的研究與應用，黃榮杰、吳波，來源：萬方數據

[2]DNC系統使用手冊，北京蘭光創新公司實施文檔