經(jīng)緯紡機(jī)公司榆次分公司是國內(nèi)大型紡織機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)，具有超前的技術(shù)創(chuàng)新精神，于2004年在紡織機(jī)械制造企業(yè)內(nèi)首先建成CAD-CAPP-CAM一體化加工基地：“精大件”生產(chǎn)制造基地。極大的縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、加工流程；并于2012年開始在股份公司全方位實(shí)施DNC數(shù)控機(jī)床的聯(lián)網(wǎng)工作。
一、經(jīng)緯紡機(jī)DNC數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)總體目標(biāo)
通過經(jīng)緯紡機(jī)DNC項(xiàng)目的實(shí)施，將實(shí)現(xiàn)經(jīng)緯紡機(jī)3個(gè)核心加工單位(精大件，中小件，冷鍛廠)的37臺(tái)數(shù)控設(shè)備自動(dòng)化程序傳輸、程序管理以及程序仿真，搭建企業(yè)數(shù)字化車間的平臺(tái)。同時(shí)兼顧各數(shù)控加工單位今后的發(fā)展要求，系統(tǒng)具有靈活性、開放性和擴(kuò)展性，以提高生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期，提高數(shù)控設(shè)備利用率。
二、經(jīng)緯紡機(jī)DNC數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)實(shí)施原則
2.1 統(tǒng)一平臺(tái)，協(xié)同管理
本次擴(kuò)點(diǎn)項(xiàng)目涉及3個(gè)核心加工單位的37臺(tái)數(shù)控設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)通訊和程序管理，數(shù)控系統(tǒng)包括德國的西門子和海德漢、日本的發(fā)那科、馬扎克、三菱、牧野等8種。根據(jù)股份公司加工設(shè)備的特點(diǎn)，在本次DNC數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)實(shí)施中采用CAXA網(wǎng)絡(luò)DNC系統(tǒng)的管理模塊作為系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺(tái)，兼容股份公司目前使用的數(shù)控系統(tǒng)，使用CAXA網(wǎng)絡(luò)DNC通信模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)通信。
以股份公司光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為支撐，建設(shè)數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；以先進(jìn)的PLM組件為協(xié)同管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床相關(guān)文件管理、數(shù)控相關(guān)文件的審簽流程控制、數(shù)控程序的可控傳輸，系統(tǒng)具有開放性、可擴(kuò)展性、高可靠性和安全性等特點(diǎn)，如下圖所示：
圖1 DNC數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)主體示意圖圖
2.2 集中數(shù)據(jù)，完善管控
DNC數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)中，數(shù)據(jù)的集中和管控是實(shí)施的原則之一，將加工數(shù)據(jù)這一企業(yè)資源保護(hù)起來、條理起來、控制起來、應(yīng)用起來。將系統(tǒng)主數(shù)據(jù)服務(wù)器設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)信息中心機(jī)房，所有被管理數(shù)據(jù)均存儲(chǔ)于中心主服務(wù)器中，將數(shù)據(jù)集中了起來。考慮到數(shù)據(jù)保密及安全，系統(tǒng)數(shù)據(jù)主服務(wù)器宜采用RAID技術(shù)實(shí)時(shí)保證數(shù)據(jù)安全性，并支持硬盤熱插拔。
2.3 系統(tǒng)的先進(jìn)性、前瞻性
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)的發(fā)展，DNC的內(nèi)涵和功能不斷擴(kuò)大，與原來的DNC相比已有很大區(qū)別，它開始著眼于車間的信息集成，演變?yōu)橐訢NC網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，具備和各系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口的系統(tǒng)。本次DNC數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，首先在于DNC系統(tǒng)的先進(jìn)性，既適用于現(xiàn)有的生產(chǎn)環(huán)境，提高了生產(chǎn)率，而且以后系統(tǒng)全面升級(jí)時(shí)，系統(tǒng)可以整體進(jìn)行移植升級(jí)，不用擔(dān)心數(shù)據(jù)的安全，方便企業(yè)歷史數(shù)據(jù)的傳承。
三、經(jīng)緯紡機(jī)DNC數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)實(shí)施方案
3.1 經(jīng)緯紡機(jī)DNC管理平臺(tái)的搭建
經(jīng)緯紡機(jī)DNC管理結(jié)構(gòu)如下圖，內(nèi)部架構(gòu)組成模塊有：CAXA 網(wǎng)絡(luò)DNC工具包；CAXA 網(wǎng)絡(luò)DNC管理包，內(nèi)含管理模塊和統(tǒng)計(jì)分析模塊；CAXA 網(wǎng)絡(luò)DNC通信監(jiān)測(cè)包，內(nèi)含通信模塊和監(jiān)控采集模塊。系統(tǒng)外延部分具有開放式結(jié)構(gòu)以及多種數(shù)據(jù)接口，以便與其他企業(yè)信息化系統(tǒng)如CAD/CAM、PDM、ERP、MES等系統(tǒng)集成；在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面，經(jīng)緯DNC系統(tǒng)構(gòu)建于SQL-Server關(guān)系型數(shù)據(jù)庫上，對(duì)企業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。數(shù)據(jù)由各客戶端CAM軟件或數(shù)控機(jī)床試切產(chǎn)生，這些數(shù)據(jù)將全部存放于信息中心的主數(shù)據(jù)服務(wù)器中，所有對(duì)數(shù)據(jù)的操作和改變都受到權(quán)限的制約并被記錄在案，確保了數(shù)據(jù)的精確、完整和安全，程序的版本也在系統(tǒng)中得到記錄和管理，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的全生命周期管理。
圖2 經(jīng)緯DNC管理結(jié)構(gòu)圖
3.2 經(jīng)緯紡機(jī)DNC數(shù)控主要管理功能：
3.2.1 產(chǎn)品管理。在網(wǎng)絡(luò)DNC系統(tǒng)中通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹、設(shè)備結(jié)構(gòu)樹、文檔結(jié)構(gòu)樹對(duì)車間的設(shè)備和文檔進(jìn)行分類管理，方便在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹下可批量導(dǎo)入圖紙自動(dòng)生成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹；將所有有用的加工程序交給服務(wù)器管理，解決大量加工程序的管理狀態(tài)問題；可根據(jù)不同的人員，不同的產(chǎn)品賦予角色權(quán)限，做到數(shù)據(jù)的安全性管理。
3.2.2 流程管理。在此功能模塊下，用戶可依據(jù)自身情況定義工作流程，實(shí)現(xiàn)加工程序編制、審簽、試切、定型、封存等流程，使得加工程序的調(diào)用實(shí)現(xiàn)流程化，并實(shí)現(xiàn)其全生命周期管理。
3.2.3 NC程序管理。NC程序的編制，審核，校對(duì)，程序的上傳和下載，以及關(guān)聯(lián)NC程序即調(diào)用零件的同時(shí)可以查看對(duì)應(yīng)的NC代碼；經(jīng)緯DNC管理平臺(tái)工作版本的編碼有兩部分，前面英文字母代表大版本，后面的數(shù)字代表工作版本，版本號(hào)規(guī)則定義如下：
新建文件版本為a.1；
每出庫一次，后綴數(shù)字加1，格式為a.2,a.3…；
發(fā)布時(shí)版本不變；
重發(fā)布時(shí)大版本按字母表順序順推，如a變?yōu)閎，代表小版本的數(shù)字不變；
以后b.1,b.2…,c,d,e…類推。
3.2.4 DNC與PDM系統(tǒng)的集成。采用PDM將數(shù)據(jù)寫入中間表的同時(shí)將相應(yīng)的實(shí)體文件寫入DNC服務(wù)器的電子倉庫中的對(duì)應(yīng)位置，中間表PDMTODNC_INTERFACE的格式及內(nèi)容已經(jīng)由前期項(xiàng)目進(jìn)行了一定的約定，大致如下：
3.2.5 系統(tǒng)權(quán)限管理。為便于管理，在DNC管理模塊管理系統(tǒng)中設(shè)置系統(tǒng)管理員，可以進(jìn)行用戶、角色的添加的設(shè)置，并且可以設(shè)置每一個(gè)用戶、角色的權(quán)限；具有權(quán)限的產(chǎn)品相關(guān)人員可以進(jìn)行相關(guān)權(quán)限的維護(hù)，增加人員或刪除現(xiàn)有人員，只有具有“對(duì)所有產(chǎn)品的產(chǎn)品參與人員的任命”權(quán)限的角色，可以執(zhí)行產(chǎn)品相關(guān)人員的初始化管理。
3.3 經(jīng)緯紡機(jī)DNC數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)布局
根據(jù)精大件，中小件，冷作廠車間布局及機(jī)床的現(xiàn)有條件，采用“智能終端”和“網(wǎng)卡”混合接入方式。根據(jù)機(jī)床接口情況，具備RS232接口的數(shù)控設(shè)備采用有線智能終端方式接入；具備網(wǎng)卡的MAZAK系統(tǒng)采用網(wǎng)卡接入；FANUC等系統(tǒng)通過機(jī)床COM口連接智能終端方式接入；對(duì)于中小件無法鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)的四臺(tái)加工中心，采用無線聯(lián)網(wǎng)方式。如下圖所示：
圖3 經(jīng)緯紡機(jī)DNC數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)示意圖
智能終端有線接入方式是給每臺(tái)數(shù)控機(jī)床配備一臺(tái)微縮型智能終端，智能終端具有獨(dú)立的IP地址，這樣相當(dāng)于每臺(tái)數(shù)控機(jī)床分配IP地址。智能終端內(nèi)部具有獨(dú)立的CPU和內(nèi)存，有以太網(wǎng)絡(luò)的RJ45接口和一個(gè)或多個(gè)RS232接口，聯(lián)接如圖所示。
圖4 智能終端聯(lián)接圖
3.4 經(jīng)緯紡機(jī)DNC數(shù)控機(jī)床通訊功能的優(yōu)點(diǎn)：
采用CAXA的DNC數(shù)控管理系統(tǒng)，可管理經(jīng)緯紡機(jī)目前所有的數(shù)控系統(tǒng)，如Siemens、Heidenhain、Fanuc、Mazak、NUM、AGIE，系統(tǒng)兼容性強(qiáng)。
同時(shí)采用CAXA的DNC管理系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)在于支持在線加工及斷點(diǎn)續(xù)傳功能，從程序的任意點(diǎn)、任意行或任意換刀處進(jìn)行斷點(diǎn)續(xù)傳，支持?jǐn)嚯姟⑹止ぁ⒆詣?dòng)應(yīng)答三種斷點(diǎn)續(xù)傳功能；支持跨網(wǎng)段傳輸；支持線路受干擾后數(shù)據(jù)丟包、缺損的自動(dòng)補(bǔ)齊，字符自動(dòng)效驗(yàn)功能，以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕痪哂型ㄓ嵢罩荆罩竟δ芸刹榭磦鬏數(shù)娜掌凇r(shí)間、文件名以及上傳還是下載等內(nèi)容，用以記錄操作者的操作過程及出錯(cuò)信息。
四、經(jīng)緯紡機(jī)DNC數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)實(shí)施效果
經(jīng)緯紡機(jī)通過3個(gè)月的系統(tǒng)平臺(tái)搭建、現(xiàn)場(chǎng)施工、系統(tǒng)測(cè)試，順利實(shí)現(xiàn)了DNC數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)（第一期）。通過此次DNC數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，在數(shù)控程序的傳遞及管理方面的效率得到了很大的提升，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)控加工時(shí)間可縮短10%以上，數(shù)控操作工可以將復(fù)雜程序的編制任務(wù)完全交由工藝人員來完成，徹底釋放了現(xiàn)場(chǎng)手工編程的時(shí)間；在程序管理方面，按照產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的管理方式也很好的解決了以前程序難以查找的問題，縮短了程序的查找時(shí)間和避免了版次的錯(cuò)誤問題；同時(shí)在PDM/CAPP系統(tǒng)集成中，把加工程序作為產(chǎn)品數(shù)據(jù)放進(jìn)PDM產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹中，做到CAD-CAPP-CAM-DNC的系統(tǒng)集成，使經(jīng)緯紡機(jī)成為一個(gè)生產(chǎn)制造現(xiàn)代化、生產(chǎn)加工數(shù)字化的信息化企業(yè)典范。
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