數控機床網絡集成管理系統的建立張小營北京第一機床廠銷售處1 引言數控機床在現代化的生產加工中的地位越來越重要，而且代表了一個設備更新換代的趨勢，但是在實際應用中有很多因素使數控機床不能發揮其全部效率，首先是現階段數控機床內存容量普遍不大，在加工零件種類繁多時大量零件程序無法存儲而不得不進行反復的刪除和鍵入，有時甚至無法存儲一個完整復雜的零件加工程序，程序的反復編制不但浪費了大量的工作時間，而且影響產品質量的加工穩定性，即使在機床有大硬盤的情況下不會因為存儲空間而刪除程序，但在這臺機床上使用的程序要用到其它同型號的機床上使用也不方便；第二個因素是操作人員水平參差不齊，對數控機床高速切削特性、數控刀具的選擇、切削參數的選擇缺乏科學的理解和應用。一般情況用計算機與數控機床連接進行程序傳送和在線加工都為一臺計算機和一臺數控機床連接，每臺數控機床配一臺計算機，隨著數控機床的不斷增加計算機數量也要增加，而且管理散亂。現在的企業中大多數已經使用了CAD/CAM軟件進行產品的設計并逐步實現CIMS管理，只要能成功的把設計、管理和數控機床操作有機的聯系在一起就能夠發揮數控機床的高精度和高效率的特點。2 DNC接口概述DNC（Direct Numerical Control）即計算機直接數控或分布式數控，是指一臺或多臺計算機對多臺數控機床實施綜合數字控制。DNC集成系統屬于自動化制造系統的一種模式，是實現CAD/CAM和計算機輔助生產管理系統（CAPMS）集成的紐帶，它強調信息的集成與信息流的自動化，物料流的控制與執行可大量介入人機交互。相對FMS來說DNC投資小、見效快、是具有較好柔性的多個數控加工設備的集成控制系統。DNC接口是DNC集成系統的一個組成部分，它是將數控設備與工業網絡相連的中間環節，主要負責DNC計算機與數控設備及工業網絡之間的通信。（建立一個智能的自動化網絡管理平臺）3 DNC接口總體結構DNC接口體系結構以高性能通用網絡服務器為支撐，向上通過網絡適配卡或調制解調器與工業網絡連接和向下通過串口擴展卡（無串口的經濟型數控機床還要配備適配器）與數控機床連接，同時配備相應的通信和管理軟件來實現多串口通信；建立通信協議數據庫，并異構通信協議，實現異構數控系統通信；再利用現已成熟的微機網絡技術，實現不同的數控機床通過DNC接口與工業網相連。例如：北京雷梯斯特公司就是采用這種結構進行的機床聯網。如圖1DNC接口總體結構。圖1 DNC接口總體結構4 網絡管理系統組建41 數控機床接口檢測要想組建數控機床網絡首先需要確定機床I/O接口是否完好，可利用一臺計算機通過COM接口與數控機床直接用電纜連接起來。按圖2電纜接線圖焊接連線電纜。NC（9pin socket connector） PC（9pin socket connector）RxD 2TxD 3DTR 4 5DSR 6RTS 7CTS 8RxD 2TxD 3DTR 4 5DSR 6RTS 7CTS 8 圖2 電纜接線圖連接完成后，在計算機上利用軟件連接數控機床并進行數據傳輸試驗。（如不能連接應聯系數控機床生產廠家或數控系統生產廠家，確定其端口定義方式，根據其定義焊接連接電纜。）4 連接數控機床到計算機端口檢測完畢后，按圖1方法用屏蔽電纜（計算好長度）焊接好兩端接口，一端接數控機床，另一端接LTLINK4000串口擴展卡串口接口，由于數控機床一般分離放置故應在連線兩端作好標記以便區分。LTLINK4000串口擴展卡有專門連接計算機接口，將其與計算機連接好。例如：北京雷梯斯特公司使用的就是這種卡。（擰緊緊固螺釘以防松動）如圖3所示。分 別 連 接 數 控 機 床連 管接 理到 工單 作機 站 串口 LT-LINK4000串口擴展卡圖3 LTLINK4000串口擴展卡連接示意圖43 連接實現過程計算機可以自動檢測出LTLINK4000串口擴展卡各個串口并分別給各個串口定義名稱。一般計算機本身有兩個串口，所以串口卡上串口名稱一般為COM3、COM4，通過標記確認各個串口上所連接的數控機床，然后分別進行傳輸試驗。由于各個機床的數控系統、加工特點、機床參數不一定一樣，所以要進行分別控制以防程序差異造成加工中的不便，利用軟件調整各個機場的程序存儲和訪問位置和方式、存儲數控機床的機床參數、監控數控機床的工作狀態、建立數控機床的機床加工檔案。利用CAD/CAM軟件設計制作圖紙工藝和程序。44 企業局域網控制利用網絡適配器通過TCP/IP協議，設置好本計算機的IP地址以適應局域網，設置共享的資源。設置完成后可以在企業內部局域網上任何一臺計算機控制和查看數控機床的情況，編寫數控機床程序，解決數控機床所處現的問題。45 遠程控制利用調制解調器（MODEM）與INTERNET網絡連接，在管理員允許的情況下，在世界各地只要知道單機管理工作站的IP地址號就可以訪問這臺工作站，從而實現遠程維護。5 結構的特點51國內絕大多數使用的是帶普通RS232或RS422串口的數控機床和用微機改造的經濟型數控機床，因此上述方案是一種符合國情的、切實可行的DNC接口解決方案。52采用LTLINK4000串口擴展卡擴展串口性能穩定，技術可靠，以此基礎可方便可靠地實現多路通信同時進行，解決了DNC計算機集成控制多臺機床和機床上網的問題。53采用RS232串行接口結構簡單，傳輸可靠，采用電流環方式，傳輸距離可達1km2km，通信速率可達19.2kbits；采用RS422A串行接口，傳輸距離可達1200m，傳輸速率可達10Mbits。國內外許多數控機床都采用這兩種接口，而LTLINK4000可以提供這兩種接口，能滿足大多數生產現場和數控機床通信的需要。54可通過串口與其它設備（如刀具、工件測試儀）連接，實現信息集成。6 所需購買硬件計算機一臺（推薦預裝Windows NT系統，配專用軟件【給據需要選擇程序管理和加工管理軟件】）LTLINK4000串口擴展卡（根據數控機床數量購買，一個串口擴展卡包括8個串口，串口擴展卡可以自身串接）長線驅動器（每臺數控機床1對）屏蔽電纜（連接數控機床和計算機用）普通串口連線（檢測端口用）接口等零件網絡適配器（網卡）一個調制解調器（MODEM）一個7 結論經過以上過程組建的數控機床管理網絡在使用中可以實現基本功能如下：71數控設備與管理系統網絡中的“數據存儲交換器”（控制主機）間實現長距離交互式數據、信息傳輸。72 控制主機與上位PC服務器連接或直接鑲入企業局域網的生產管理工作站、技術管理工作站CADCAM系統進行通訊。73 系統的遠程監控功能可使連接企業局域網的各管理部門對控制主機中的各種生產反饋日志信息（各臺設備開、關機時間；加工零件名稱；成、廢品數量等）進行監控和管理。74控制主機無人值守自動運行。75NC加工程序可在windows平臺上實現長文件名管理，可實現零件代號與NC加工程序名稱的統一76數控設備網絡集成管理系統覆蓋所有具備RS232數據傳輸接口的數控設備。對操作面板字母不全的設施，也可使用編碼方式進行數據傳輸。77數據共享功能可使工作者在管理員的允許下，對控制主機中存儲的所有NC加工程序進行調用、修改、復制，方便了生產零件的轉移加工78控制主機為網絡