DNC系统在机械制造型企业的应用研究
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。
