1 前言

　　我單位為典型的單件小批生產(chǎn)型企業(yè)，近年來數(shù)控設(shè)備大量增加，如何充分利用數(shù)控設(shè)備、高效規(guī)范地管理NC程序，一直是困擾著生產(chǎn)人員的重要問題。在經(jīng)過長時間的技術(shù)跟蹤與調(diào)研后，2008年我們引進了CIMCO DNC數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，并實現(xiàn)了DNC系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)的無縫集成，解決了NC程序傳輸和管理等瓶頸問題。

　　2 聯(lián)網(wǎng)前的主要問題

　　在聯(lián)網(wǎng)前，在程序傳輸和管理方面主要存在以下問題。

　　1）數(shù)控機床使用的數(shù)控系統(tǒng)種類多，接口及通信方式差異大。控制系統(tǒng)有Siemens、Heidenhain、FANUC、Mazatrol、廣州數(shù)控等多種，用普通傳輸方法難以實現(xiàn)統(tǒng)一管理。
　　2）用臺式機或筆記本電腦傳輸程序，頻繁的熱插拔易燒壞機床及計算機接口，并且臺式機、筆記本在車間里擺放無序，給現(xiàn)場管理帶來困難。
　　3）機床存儲器里的程序反復(fù)刪除和手工輸入，效率低，容易出錯，大大影響了機床的生產(chǎn)效率。
　　4）數(shù)控程序保管混亂，可追溯性差，三維模型圖、刀具清單、夾具清單等關(guān)聯(lián)文件容易混淆，存在一定的安全風險。
　　5）程序不同版本之間的比較需要人工完成，費事費力、容易出錯。
　　6）在程序調(diào)試階段，數(shù)控機床和電腦不能實時通信，有許多在電腦上編制的程序到機床上調(diào)試更改后不能及時更新，電腦中保存的仍是老版本程序，下次調(diào)用還需要重新調(diào)試修改。
　　7）數(shù)控程序沒有權(quán)限管理和流程管理，程序的修改和管理無法責任到人。
　　8）修改后的程序不能自動模擬，容易出錯，存在批量報廢風險。

　　3 系統(tǒng)選型

　　3.1 硬件

　　除了局域網(wǎng)所必備的硬件以外，我們采用了MOXA單串口服務(wù)器5110。它一端是RJ45以太網(wǎng)接口，通過屏蔽雙絞線與交換機相連，另一端是RS232接口，通過串行線與機床接口連接。

　　3.2 軟件

　　3.2.1 機床聯(lián)網(wǎng)與遠程通訊

　　選用CIMCO DNC-MAX V5。CIMCO DNC-MAX V5用一臺服務(wù)器負責所有機床的程序傳輸，程序的遠程調(diào)用、上傳和下載、遠程比較等工作可由操作人員在機床操作面板上直接完成。服務(wù)器無需專人值守，能自動響應(yīng)機床端發(fā)來的指令，實現(xiàn)在線加工。它同時具有良好的擴展性和不同系統(tǒng)的兼容性，新增設(shè)備只需增加端口即可。

　　3.2.2數(shù)控程序的編輯與仿真                

　　選用CIMCO Edit V5。CIMCO Edit V5是一套可以對NC程序進行編輯、數(shù)據(jù)處理、智能比較、加工時間統(tǒng)計、以及三維實體仿真/五軸軌跡仿真的應(yīng)用程序，給編程人員提供了一個方便的手工編程和手工修改程序的平臺。

　　3.2.3數(shù)控程序的數(shù)據(jù)庫管理

　　選用CIMCO NCBase。CIMCO NCBase 是一套基于Oracle數(shù)據(jù)庫開發(fā)的高端數(shù)控程序管理系統(tǒng)。它除了可以對程序號、圖號、零件號、機床、用戶信息等進行管理外，還可以對程序注釋、三維實體造型、刀具清單、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹、工藝裝備、作業(yè)指導(dǎo)書等與程序相關(guān)的信息進行管理。編程人員、操作人員等可隨時瀏覽工件的相關(guān)實體，而這在以前必須要用UG或其它的CAD/CAM軟件才可實現(xiàn)，可以說實現(xiàn)了從程序編制到生產(chǎn)現(xiàn)場文件有效銜接。此外它還具有權(quán)限設(shè)置、版本管理、自動產(chǎn)生管理記錄等功能。

　　4 方案實施
　
　　4.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

　　DNC網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃圖見圖1。

圖1  DNC網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃圖

　　1）服務(wù)器。考慮到機床布局比較集中，因此設(shè)立一個DNC-Max／NCBase數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，負責管理整個工廠的數(shù)控程序傳輸和管理，程序的調(diào)用和上傳由操作者在機床端完成。機床每次傳輸程序（包括上傳、下載和在線）都能夠自動進入NCbase數(shù)據(jù)庫，同時自動產(chǎn)生程序傳輸日志。
　　2）管理客戶端。在編程人員辦公室和車間各個班組都設(shè)立一定數(shù)量的數(shù)據(jù)庫節(jié)點，編程人員的數(shù)據(jù)庫節(jié)點可以向各機床下發(fā)數(shù)控程序，可以瀏覽數(shù)據(jù)庫內(nèi)的程序和各種信息，也可以進行程序的編輯與仿真。通過機床組的數(shù)據(jù)庫節(jié)點，各機床操作人員可以對各自機床的數(shù)控程序進行管理。
　　3）傳輸客戶端。在工廠局域網(wǎng)服務(wù)器設(shè)立一個傳輸客戶端。傳輸客戶端用于管理人員監(jiān)控整個網(wǎng)絡(luò)DNC傳輸運行情況，幫助分析傳輸問題，監(jiān)控各個通訊端口傳輸日志。
　　4）現(xiàn)場觸摸屏。考慮到車間的布局和環(huán)境，在車間現(xiàn)場配備了兩臺觸摸屏，安裝了CIMCO EDIT、NCBASE等軟件，可方便現(xiàn)場人員查看工藝文件及進行程序的仿真。

　　4.2 數(shù)控程序管理流程

　　1）程序編制

　　采用集中編程管理，專人負責編制數(shù)控程序。流程為：編制——審核——驗證——機床程序回傳。編程員編制好特定程序后，發(fā)起流程，將任務(wù)傳遞給審核員，當審核員登錄NCBASE時，會有相應(yīng)的任務(wù)提示，對程序?qū)徍藷o誤后，程序就可以下發(fā)機床驗證，之后機床程序會回傳到服務(wù)器。系統(tǒng)管理員將經(jīng)過機床檢驗過的程序固化在相應(yīng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的節(jié)點下，下次下發(fā)機床直接從該節(jié)點調(diào)用即可。

　　2）權(quán)限設(shè)置

　　系統(tǒng)管理員有管理全廠NCBASE數(shù)據(jù)庫的權(quán)限，負責產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹節(jié)點的添加，對流程進行定義和調(diào)整，對數(shù)據(jù)庫和工廠ERP系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行維護；編程人員有與數(shù)控程序相關(guān)的全部權(quán)限；對于其它工藝人員、生產(chǎn)管理人員、檢驗人員只賦予程序瀏覽權(quán)限。

　　3）數(shù)據(jù)的備份

　　CIMCO DNC系統(tǒng)的各個模塊都有一鍵備份的功能，NCBASE數(shù)據(jù)庫還有自動定期備份的功能，設(shè)定完成后，每天的數(shù)據(jù)都會備份到服務(wù)器上。考慮到安全性問題，實施網(wǎng)絡(luò)同步備份，即數(shù)據(jù)同步備份到另外一臺服務(wù)器上。

　　5 與ERP系統(tǒng)的集成

　　我單位2005年就已經(jīng)成功應(yīng)用了ERP系統(tǒng)并建立了大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，因此實現(xiàn)DNC系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)的集成具有重要的意義。

　　集成方案如下：由ERP系統(tǒng)將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息（不是全部而是與數(shù)控相關(guān)的）導(dǎo)入DNC系統(tǒng)，供其建立管理結(jié)構(gòu)樹，ERP系統(tǒng)與DNC系統(tǒng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息數(shù)據(jù)保持同步一致，實時更新。DNC系統(tǒng)實時地把每個零件相關(guān)程序的最新狀態(tài)反饋給ERP系統(tǒng)，相關(guān)人員在ERP中通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的零件節(jié)點查看相關(guān)信息。這樣，DNC系統(tǒng)就和ERP系統(tǒng)實現(xiàn)了雙向訪問，生產(chǎn)部門可以通過ERP系統(tǒng)實時查詢車間數(shù)控機床的程序及相關(guān)文檔，同時DNC系統(tǒng)也準確地將程序內(nèi)容和現(xiàn)有的信息資源關(guān)聯(lián)起來，防止了多頭管理。

　　具體集成示意圖見圖2。

圖2　DNC和ERP集成示意圖

　　6 效果

　　CIMCO DNC數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)及管理系統(tǒng)在我單位成功實施后，明顯地規(guī)范了數(shù)控程序的管理，提高了機床利用率和生產(chǎn)效率。通過和ERP系統(tǒng)的集成，將企業(yè)的生產(chǎn)管理和技術(shù)管理統(tǒng)一在一個數(shù)字平臺上，為企業(yè)的高效運營發(fā)揮了重要作用。