摘 要：本文根據(jù)當(dāng)前數(shù)控系統(tǒng)所面臨的瓶頸問題，通過介紹數(shù)控系統(tǒng)通信的基礎(chǔ)理論，提出了基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)控管理方法。其中詳細論述了機床網(wǎng)絡(luò)的方案設(shè)計、組網(wǎng)過程和基于網(wǎng)絡(luò)的管理流程。同時，對于數(shù)控服務(wù)器的軟件開發(fā)也做了簡單介紹，實踐表明，“可剪裁、可配置、可重構(gòu)”在數(shù)控網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中是可實現(xiàn)的。
隨著企業(yè)迅速發(fā)展，但是管理、技術(shù)以及觀念上的落后己成為阻礙企業(yè)進一步發(fā)展的主要因素之一，因此進行企業(yè)信息化、管理現(xiàn)代化己成為迫在眉睫的事情。而傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)在很大程度上阻礙著生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。數(shù)控機床走網(wǎng)絡(luò)化管理的道路是工廠企業(yè)近年來取得的zui重要的具有劃時代意義的成果，支持從自動化網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)需求的全過程，是企業(yè)邁向現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。
1 機床通訊與管理
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)計開發(fā)、工藝過程編制和數(shù)控機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)管理己經(jīng)進入了網(wǎng)絡(luò)化時代。而與cad/cam密切相關(guān)的數(shù)控機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。
1.1 單機對單機網(wǎng)絡(luò)
單機對單機模式基本相當(dāng)于單機通訊模式，只是在單機通訊的基礎(chǔ)上將計算機進行了聯(lián)網(wǎng)。以前計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，特別是串口通訊技術(shù)不是很發(fā)達，在軟件和硬件等方面都無法解決單臺滿足多臺機床同時進行加工的要求，采用單臺控制單臺機床就是很自然的設(shè)想。其主要特點：1） 單獨控制，互不干擾；2） 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單；3） 軟件要求簡單；4） 系統(tǒng)建設(shè)成本低。
1.2 多機網(wǎng)絡(luò)
隨著串口通訊技術(shù)不斷發(fā)展，在軟硬件方面已經(jīng)可以完善地解決單臺pc滿足多臺機床同時進行dnc加工的要求，于是數(shù)控機床網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就發(fā)展了由單臺計算機來控制多臺機床的通訊模式，并且以此為基點，各dnc開發(fā)商開發(fā)了很多其它更加完善的dnc功能。其主要特點如下：1）系統(tǒng)高度集成化管理；2） pc運行環(huán)境良好；3） 軟件兼容性高：由于是采用了一套網(wǎng)絡(luò)版dnc系統(tǒng)，它能適應(yīng)多種系統(tǒng)的通訊需求，車間操作工人只要能操作機床的通訊過程即可，不需要熟悉各種系統(tǒng)的特殊約定，操作簡單扼要；4） 可以對加工文件，如nc程序、機床參數(shù)、刀補參數(shù)等進行規(guī)范化的流程化管理，提高企業(yè)管理水平；5） 網(wǎng)絡(luò)版軟件功能強大。
1.3 機床網(wǎng)絡(luò)組建
網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的構(gòu)建主要分為以下幾個步驟：數(shù)控機床接口檢測：可利用一臺計算機通過com接口與數(shù)控機床直接用電纜連接起來。連接完成后，在計算機上利用軟件連接數(shù)控機床并進行數(shù)據(jù)傳輸試驗；連接數(shù)控機床到計算機：端口檢測完畢后，用屏蔽電纜焊接好兩端接口，一端接數(shù)控機床，另一端接lt-link4000串口擴展卡串口接口，由于數(shù)控機床一般分離放置故應(yīng)在連線兩端作好標(biāo)記以便區(qū)分； 鏈接實現(xiàn)過程：計算機可以自動檢測出lt-link4000串口擴展卡各個串口并分別給各個串口定義名稱，通過標(biāo)記確認(rèn)各個串口上所連接的數(shù)控機床，然后分別進行傳輸實驗；企業(yè)局域網(wǎng)控制：利用網(wǎng)絡(luò)適配器通過協(xié)議，設(shè)置好本計算機的地址以適應(yīng)局域網(wǎng)，設(shè)置共享的資源；遠程控制：利用調(diào)制解調(diào)器與internet網(wǎng)絡(luò)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(xiàn)遠程維護。
2 數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)方案設(shè)計
通過進行多方面調(diào)研，認(rèn)為目前工廠內(nèi)部局域網(wǎng)已經(jīng)建成，數(shù)控機床也一定的規(guī)模，而且應(yīng)用基礎(chǔ)也比較好，因此數(shù)控機床走網(wǎng)絡(luò)化管理的道路是解決問題的*選擇。
2.1 功能要求
*擺脫手工輸入程序和單機輸入程序的局面，實現(xiàn)長距離自動程序傳輸。用于管理的機可以放置在局域網(wǎng)的任何位置，不受距離的影響，而主控機距離數(shù)控機床的zui遠距離允許達到1500m。
可并行傳輸程序，即一臺主控機可以同時面向筆者單位目前16臺數(shù)控機床進行數(shù)據(jù)通信。
程序可在windows平臺上實現(xiàn)長文件名管理，從而可以實現(xiàn)文件名與零件號統(tǒng)一的管理方式，*改變了程序號對nc程序管理的束縛。
數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)數(shù)量不受限制。聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主控機是安裝在企業(yè)局域網(wǎng)上的，從原理上講在局域網(wǎng)中可以安裝任意多個主控機，而每個主控機又可以聯(lián)接臺數(shù)控機床。
2.2數(shù)控管理流程
機床聯(lián)網(wǎng)后數(shù)控程序管理流程如圖1所示：
圖片
圖1 數(shù)控系統(tǒng)管理流程
基于以上流程，*個流程是由三維cad軟件（pro/e或者ug軟件）通過capp模塊直接生成的數(shù)控文件文件通過程序員加載到數(shù)控數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上，編程人員將編好的程序加載入ncbase數(shù)據(jù)庫，可以由工藝人員進行修改、仿真校驗等工作（有編輯修改的權(quán)限），經(jīng)編程主管（有解鎖的權(quán)限）審核同意后，可發(fā)送到機床干活，也可以讓工人從機床的控制面板上遠程調(diào)用程序，工人只能調(diào)用自己機床需要的程序，調(diào)不了其他機床用的程序，而且車間現(xiàn)場不放電腦，避免了因工人在電腦上隨便修改程序造成的程序管理混亂的局面。
2.3機床聯(lián)網(wǎng)整體方案
根據(jù)數(shù)控程序統(tǒng)一管理、分散傳輸?shù)脑瓌t，整個nc網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置如下：數(shù)據(jù)庫服務(wù)器（ncbase serer）：總廠工藝處設(shè)立一個總的ncbase數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，負(fù)責(zé)管理整個工廠的數(shù)控程序；程序傳輸服務(wù)器（dnc-max server）：程序傳輸服務(wù)器放在分廠，每個分廠有自己的（dnc-max server）程序傳輸服務(wù)器，負(fù)責(zé)各自分廠的程序傳輸；程序傳輸客戶端（dnc-max client）：在工藝處編程組和各分廠技術(shù)組各設(shè)立一個傳輸客戶端。工藝處的傳輸客戶端用于工藝處的管理員監(jiān)控整個網(wǎng)絡(luò)dnc傳輸運行情況，幫助分廠分析傳輸問題，監(jiān)控各個通訊端口傳輸日志；工藝處數(shù)據(jù)庫與各分廠數(shù)據(jù)庫的連接：工藝處數(shù)據(jù)庫不僅能夠儲存管理工藝處的數(shù)控程序，而且能夠自動獲取各分廠內(nèi)經(jīng)過管理定型的程序。各分廠數(shù)控程序只要向機床傳輸，不管是技術(shù)員向機床發(fā)送還是操作工在機床上進行遠程調(diào)用，程序在傳到機床的同時都會自動發(fā)送到工藝處數(shù)據(jù)庫內(nèi)；權(quán)限的設(shè)置：工藝處管理員有管理工藝處數(shù)據(jù)庫的所有權(quán)限，各分廠管理員只有管理各自分廠服務(wù)器的權(quán)限。
3 基于數(shù)控服務(wù)器的軟件開發(fā)
數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)后，對聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器nc-base，我們不僅要保證服務(wù)器的安全，還要針對服務(wù)器數(shù)據(jù)庫的大量數(shù)據(jù)管理工作，對于服務(wù)器端我們所作的軟件開發(fā)工作，根本指導(dǎo)思想就是要利用服務(wù)器資源共享和傳輸方便的優(yōu)勢，及時得到我們工作所需的各種信息，提高工作效率。
3.1 數(shù)據(jù)庫查詢管理
作為數(shù)控加工中心工作中*的步驟，如何有效地組織刀具是影響加工中心乃至柔性制造系統(tǒng)效率的一個重要因素，現(xiàn)有的問題主要是以下幾個方面如何組織刀具使刀具的存取更方便如何調(diào)度刀具使刀具交換次數(shù)zui少如何選配刀具使刀具準(zhǔn)備時間zui短、利用率zui高。總之，研究刀具資源的管理就是用zui小的刀具資源來達到生產(chǎn)要求，盡可能減少對刀具資源的占有。
過大量調(diào)研和分析，該系統(tǒng)以vc++為開發(fā)工具，以microsoft sql serer 2000為后臺數(shù)據(jù)庫建立。數(shù)據(jù)庫是一套數(shù)控程序管理系統(tǒng)，可以對程序的編輯者、刀具清單進行管理，還可以對數(shù)控程序的各種信息，如程序號、圖號、零件號、機床、用戶信息等進行管理。
3.2 數(shù)據(jù)備份
備份方案：開發(fā)所需軟件：visual basic 6.0備份程序的設(shè)計方法：用控制面版的odbc設(shè)置，給sql serer中的數(shù)據(jù)庫添加一個數(shù)據(jù)源名稱。在access中新建一個數(shù)據(jù)庫，命名為backup.mdb。用vb定義兩個主要過程：attach_table （）和create_table （）。attach_table的作用是將sql serer數(shù)據(jù)庫中的所有需要備份的表鏈接到access數(shù)據(jù)庫中，在此過程中要排除系統(tǒng)表，因為那是sql serer自創(chuàng)建的，表中無用戶數(shù)據(jù)。create_table的作用是在backup.mdb中創(chuàng)建目的表，即在這個備份access庫中創(chuàng)建表用來保存所有存在sql數(shù)據(jù)庫中的用戶數(shù)據(jù)。另外，在鏈接過程中，要去掉sql serer自帶的擁有者名稱。
4 結(jié)論
本文通過研究探索進一步掌握了數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)基于不同企業(yè)的動態(tài)可變性特點，與數(shù)控接口和技術(shù)的不斷發(fā)展的趨勢相對照，并能夠做到“可剪裁、可配置、可重構(gòu)”，為不同行業(yè)用戶量身定制。通過該項目的實施，建立面向裝備制造業(yè)特點的數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)實施方法，進一步整合數(shù)據(jù)通訊技術(shù)和數(shù)控機床的聯(lián)網(wǎng)管理，設(shè)計開發(fā)出符合裝備制造業(yè)的個性化數(shù)控機床聯(lián)功能，實現(xiàn)數(shù)控機床聯(lián)對生產(chǎn)制造業(yè)務(wù)流程優(yōu)化的柔性支持，深化數(shù)控機床聯(lián)的技術(shù)應(yīng)用，形成了完整的數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)體系和計算機網(wǎng)絡(luò)體系。