1、數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用北京北重汽輪電機(jī)有限責(zé)任公司 何俐概述介紹了數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及主要功能，闡述了對(duì)數(shù)控設(shè)備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)的必要性，根據(jù)應(yīng)用實(shí)例對(duì)機(jī)床聯(lián)網(wǎng)前后的變化進(jìn)行比較，證明數(shù)控機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)化管理是實(shí)現(xiàn)企業(yè)現(xiàn)代化管理的重要環(huán)節(jié)。關(guān)鍵詞 數(shù)控機(jī)床 網(wǎng)絡(luò)隨著CAD/CAM一體化技術(shù)和局域網(wǎng)技術(shù)的普及和應(yīng)用，目前多數(shù)企業(yè)在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)、工藝過程編制和數(shù)控機(jī)床程序編制的效率和質(zhì)量上都得到了明顯的提高，企業(yè)的技術(shù)管理與生產(chǎn)管理已經(jīng)進(jìn)入了網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代。而與CAD/CAM密切相關(guān)的數(shù)控機(jī)床管理仍然處于原始狀態(tài)，成為制約企業(yè)現(xiàn)代化管理水平提高的瓶頸。我公司通過與北京雷梯斯特控制技術(shù)公司的合作，成功地解決了這

2、個(gè)問題，實(shí)現(xiàn)了全公司數(shù)控機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)化管理，使企業(yè)的管理水平得到了新的提高。一、數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)前的主要問題1. 程序傳輸方面對(duì)于一些程序量要求相對(duì)較少的數(shù)控機(jī)床，一直是采用最原始的手工鍵盤輸入方式，這種方法的弊病是：（1）效率低；（2）占用機(jī)時(shí)長(zhǎng)；（3）易出錯(cuò)。而一些程序輸入量比較大的數(shù)控機(jī)床，則使用一個(gè)臺(tái)式計(jì)算機(jī)放在機(jī)床邊專門用于程序傳輸。這種方法的缺點(diǎn)是：（1）環(huán)境惡劣，計(jì)算機(jī)維護(hù)困難。（2）通訊軟件為DOS版本，升級(jí)換代困難；（3）一臺(tái)計(jì)算機(jī)針對(duì)一臺(tái)數(shù)控機(jī)床，設(shè)備資源浪費(fèi)；（4）操作方法復(fù)雜，對(duì)操作者的素質(zhì)要求高；（5）多人操作一臺(tái)計(jì)算機(jī)，程序文件的管理混亂。另外我們?cè)?jīng)用筆記本電腦進(jìn)行程序

3、傳輸，由于頻繁地對(duì)傳輸電纜進(jìn)行插拔操作，筆記本電腦的串行接口極易被燒毀。2. 程序管理方面（1）對(duì)于FAUNC系統(tǒng)，其程序號(hào)只能使用Oxxxx；對(duì)于西門子系統(tǒng)，其程序號(hào)只能使用%MPFxxxx，因程序號(hào)碼的資源有限，同一個(gè)程序號(hào)有可能對(duì)應(yīng)多個(gè)零件圖號(hào)，從而在應(yīng)用中易產(chǎn)生混亂。（2）為了使程序號(hào)與零件圖號(hào)相互對(duì)應(yīng)，必須有專人負(fù)責(zé)對(duì)程序進(jìn)行記錄管理，此項(xiàng)工作繁雜、易出錯(cuò)。以上弊端嚴(yán)重影響著我公司數(shù)控加工的生產(chǎn)效率，因此迫切需要尋找一種改善數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀的有效方法，對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)化的管理。二、針對(duì)問題制定解決方案通過進(jìn)行多方面調(diào)研，認(rèn)為目前我公司內(nèi)部局域網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展到了一定的規(guī)模，尤其是CAD/CAM一體

4、化應(yīng)用已經(jīng)非常普遍，因此數(shù)控機(jī)床走網(wǎng)絡(luò)化管理的道路是解決問題的最佳選擇。我們選擇了北京雷梯斯特控制技術(shù)公司開發(fā)的CNC LINK4.0數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，雙方合作對(duì)我公司所有數(shù)控設(shè)備逐一進(jìn)行調(diào)試聯(lián)接，最終接入局域網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一管理。1 系統(tǒng)的組成（圖1）機(jī)床聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)包括：（1）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、（2）局域網(wǎng)線、（3）CAD/CAM計(jì)算機(jī)、（4）CNCLINK-4.0管理系統(tǒng)、（5）聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主控機(jī)、（6）遠(yuǎn)程通訊接口、（7）通訊電纜、（8）數(shù)控機(jī)床。其中網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、局域網(wǎng)線、CAD/CAM系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床是企業(yè)已存在的資源；CNCLINK-4.0系統(tǒng)管理機(jī)是一臺(tái)安裝了聯(lián)網(wǎng)專用軟件的工業(yè)級(jí)PC計(jì)算機(jī)，可以將客戶

5、管理端軟件安裝在局域網(wǎng)的任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)上作為管理工作站；聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)管理機(jī)是一臺(tái)專用計(jì)算機(jī)，運(yùn)行UNIX操作系統(tǒng)，其作用是接受各工作戰(zhàn)的調(diào)度，向網(wǎng)絡(luò)上所有數(shù)控機(jī)床發(fā)送指令，實(shí)現(xiàn)機(jī)床信息的統(tǒng)一管理；遠(yuǎn)程通訊接口設(shè)備是專用于主控機(jī)與機(jī)床間通訊的多串口分配器，其特點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸而無信號(hào)損失；通訊電纜是普通4芯屏蔽電纜，兩端加光電隔離器以避免干擾信號(hào)。2機(jī)床聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的主要功能（1） 徹底擺脫手工輸入程序和單機(jī)輸入程序的局面，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離自動(dòng)程序傳輸。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器局域網(wǎng)線CAD設(shè)計(jì)機(jī)CAD設(shè)計(jì)機(jī)CAM設(shè)計(jì)機(jī)CNCLINK-4.0聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)管理機(jī)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主控機(jī)遠(yuǎn)程通訊接口設(shè)備數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床通訊電纜圖1（2）

6、 用于管理的PC機(jī)可以放置在局域網(wǎng)的任何位置，不受距離的影響，而主控機(jī)距離數(shù)控機(jī)床的最遠(yuǎn)距離允許達(dá)到1500M。（3） 并行傳輸程序，即一臺(tái)主控機(jī)可以同時(shí)面向我單位目前16臺(tái)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。（4） 操作簡(jiǎn)單，無需借助其他設(shè)備或編程員的幫助，操作工人在機(jī)床的操作面板上輸入相應(yīng)指令，就可以上傳或下載零件加工程序。（5） 主控機(jī)24小時(shí)工作，隨時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)控機(jī)床實(shí)施管理及數(shù)據(jù)通訊，不會(huì)影響機(jī)床的三班倒或節(jié)假日加班運(yùn)行。（6） 傳輸可靠性高，專用軟件本身有數(shù)據(jù)校驗(yàn)功能，所以在傳輸過程中一般不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，特殊情況下如有錯(cuò)誤計(jì)算機(jī)立即報(bào)警。軟件同時(shí)具有上傳和下載文件的檢查功能，每個(gè)文件上傳后均可返

7、回一個(gè)檢查文件，確保數(shù)據(jù)的安全。（7） 程序可在WINDOWS平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)文件名管理，從而可以實(shí)現(xiàn)文件名與零件號(hào)統(tǒng)一的管理方式，徹底改變了程序號(hào)對(duì)NC程序管理的束縛。（8） 借助軟件的傳輸日志功能可查看數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜掌凇r(shí)間、文件名、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。（9） 每臺(tái)數(shù)控機(jī)床均可訪問或下載本機(jī)床目錄和公共目錄下的NC程序。（10） 對(duì)具有DNC功能的數(shù)控系統(tǒng)，可以在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)DNC加工。（11） 數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)數(shù)量不受限制。從系統(tǒng)示意圖中可以看出，聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主控機(jī)是安裝在在企業(yè)局域網(wǎng)上的，從原理講上在網(wǎng)上可以安裝任意多個(gè)主控機(jī)，而每個(gè)主控機(jī)又可以聯(lián)接32臺(tái)數(shù)控機(jī)床。

8、三、方案實(shí)施后的效果實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)后，我公司在數(shù)控程序管理和程序傳輸方面有了明顯改善。聯(lián)網(wǎng)前數(shù)控程序基本處于初級(jí)管理狀態(tài)，編程員按照工藝員提出的任務(wù)書編制程序。對(duì)于較短的程序，程序完成后編程員將程序單打印，放在專用的程序袋中保存，每臺(tái)機(jī)床對(duì)應(yīng)一個(gè)程序袋，操作者需要程序時(shí)由編程員負(fù)責(zé)復(fù)印或打印并發(fā)給操作者使用。對(duì)于較長(zhǎng)的程序，則由編程員自己保存在計(jì)算機(jī)硬盤中，需要時(shí)由編程員負(fù)責(zé)拷貝成軟盤并交給操作者使用。數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)后，依賴于專用網(wǎng)絡(luò)管理軟件的功能，所有編制好的程序均放在對(duì)應(yīng)于每臺(tái)機(jī)床的目錄下，每個(gè)程序按照零件圖號(hào)編制名字，不會(huì)發(fā)生重名現(xiàn)象，操作者隨時(shí)通過指令了解網(wǎng)絡(luò)上的程序并下載使用。聯(lián)網(wǎng)前

9、后對(duì)比有下面幾點(diǎn)明顯的改變：1 縮短傳輸程序的時(shí)間，也就是節(jié)約了昂貴的數(shù)控機(jī)床機(jī)時(shí)費(fèi)用。2 準(zhǔn)確性高，零件程序重復(fù)使用時(shí)即使重新傳輸也可以保證絕對(duì)正確。3 操作者勞動(dòng)強(qiáng)度減低，只需在機(jī)床面板輸入簡(jiǎn)單指令就完成了程序傳輸。4 修改容易，首次使用的程序如果在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了修改，上傳后可供下次調(diào)用。5 程序管理實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一化。6 責(zé)任清楚，一旦出現(xiàn)問題，很容易分析出編程原因或操作原因。四、應(yīng)用實(shí)例1 數(shù)控十米元車主要加工對(duì)象是汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子，目前已編制了三個(gè)產(chǎn)品的低壓轉(zhuǎn)子的成熟程序，程序總數(shù)量809個(gè)，總長(zhǎng)度214K，已經(jīng)超出了機(jī)床存儲(chǔ)器的容量，實(shí)現(xiàn)機(jī)床網(wǎng)絡(luò)化管理后，編程員將這些程序存儲(chǔ)在聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的主控機(jī)

10、中，當(dāng)機(jī)床更換加工零件時(shí)，工人根據(jù)加工對(duì)象，按照程序清單下載程序，無需編程員再做任何輔助工作。2 數(shù)控落地銑床主要加工對(duì)象是汽輪機(jī)汽缸、低壓轉(zhuǎn)子銑棕樹型葉根槽、轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器孔等，其特點(diǎn)是零件繁雜，程序種類多，不易管理，機(jī)床聯(lián)網(wǎng)使得程序管理有序化，方便了操作者隨時(shí)調(diào)用。潤(rùn)揚(yáng)大橋項(xiàng)目是我公司承接的國家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，工期非常緊，其中的散索鞍座是曲面零件，其曲面加工安排在這臺(tái)機(jī)床采用四軸聯(lián)動(dòng)方式銑成，由于零件尺寸大，程序量也很大，程序總數(shù)量62個(gè)，總長(zhǎng)度1944K，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出機(jī)床存儲(chǔ)器容量。由于工期緊，要求機(jī)床24小時(shí)不停機(jī)加工。采用了數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)技術(shù)后，實(shí)現(xiàn)了程序的隨時(shí)傳輸。并且由于鑄造毛坯的余量不均勻

11、，需要經(jīng)常根據(jù)實(shí)際修改程序，編程員只需在CAD/CAM計(jì)算機(jī)上將余量稍做修改，生成新的程序并放在網(wǎng)絡(luò)主控機(jī)上，操作者就可以立即下載運(yùn)行，因此聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)為保證該國家重點(diǎn)項(xiàng)目的制造周期起了關(guān)鍵的作用。3 數(shù)控兩米立車主要加工對(duì)象是汽輪機(jī)聯(lián)軸器、隔葉件等曲面回轉(zhuǎn)體零件，程序種類多，程序數(shù)量大。有一次因?yàn)椴僮魇д`，機(jī)床存儲(chǔ)器中的零件程序被全部刪除了，由于有機(jī)床聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，工人從網(wǎng)上很快將程序全部重新下載，沒有因此而耽誤生產(chǎn)。4 CK7530元車這是一臺(tái)新安裝的帶6把刀庫的數(shù)控車床，在最初運(yùn)行階段，由于編程員和操作者都需要有一個(gè)適應(yīng)過程，因此有大量數(shù)控程序需要調(diào)整。借助于機(jī)床網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，很方便地實(shí)現(xiàn)了這項(xiàng)以往很煩瑣的工作，待全部程序調(diào)整好后，將其放在網(wǎng)絡(luò)上，以后