1 引言
數(shù)控機床在現(xiàn)代化的生產(chǎn)加工中的地位越來越重要，而且代表了一個設(shè)備更新?lián)Q代的趨勢，但是在實際應(yīng)用中有很多因素使數(shù)控機床不能發(fā)揮其全部效率，首先是現(xiàn)階段數(shù)控機床內(nèi)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(fù)的刪除和鍵入，有時甚至無法存儲一個完整復(fù)雜的零件加工程序，程序的反復(fù)編制不但浪費了大量的工作時間，而且影響產(chǎn)品質(zhì)量的加工穩(wěn)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(shù)控機床高速切削特性、數(shù)控刀具的選擇、切削參數(shù)的選擇缺乏科學(xué)的理解和應(yīng)用。
一般情況用計算機與數(shù)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(shù)控機床連接，每臺數(shù)控機床配一臺計算機，隨著數(shù)控機床的不斷增加計算機數(shù)量也要增加，而且管理散亂。
現(xiàn)在的企業(yè)中大多數(shù)已經(jīng)使用了CAD/CAM軟件進行產(chǎn)品的設(shè)計并逐步實現(xiàn)CIMS管理，只要能成功的把設(shè)計、管理和數(shù)控機床操作有機的聯(lián)系在一起就能夠發(fā)揮數(shù)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(shù)控或分布式數(shù)控，是指一臺或多臺計算機對多臺數(shù)控機床實施綜合數(shù)字控制。DNC集成系統(tǒng)屬于自動化制造系統(tǒng)的一種模式，是實現(xiàn)CAD/CAM和計算機輔助生產(chǎn)管理系統(tǒng)（CAPMS）集成的紐帶，它強調(diào)信息的集成與信息流的自動化，物料流的控制與執(zhí)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(shù)控加工設(shè)備的集成控制系統(tǒng)。DNC接口是DNC集成系統(tǒng)的一個組成部分，它是將數(shù)控設(shè)備與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)相連的中間環(huán)節(jié)，主要負責(zé)DNC計算機與數(shù)控設(shè)備及工業(yè)網(wǎng)絡(luò)之間的通信。（建立一個智能的自動化網(wǎng)絡(luò)管理平臺）
3 DNC接口總體結(jié)構(gòu)
DNC接口體系結(jié)構(gòu)以高性能通用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器為支撐，向上通過網(wǎng)絡(luò)適配卡或調(diào)制解調(diào)器與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)連接和向下通過串口擴展卡（無串口的經(jīng)濟型數(shù)控機床還要配備適配器）與數(shù)控機床連接，同時配備相應(yīng)的通信和管理軟件來實現(xiàn)多串口通信；建立通信協(xié)議數(shù)據(jù)庫，并異構(gòu)通信協(xié)議，實現(xiàn)異構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)通信；再利用現(xiàn)已成熟的微機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)不同的數(shù)控機床通過DNC接口與工業(yè)網(wǎng)相連。例如：北京雷梯斯特公司就是采用這種結(jié)構(gòu)進行的機床聯(lián)網(wǎng)。如圖1DNC接口總體結(jié)構(gòu)。
圖1 DNC接口總體結(jié)構(gòu)
4 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)組建
4．1 數(shù)控機床接口檢測
要想組建數(shù)控機床網(wǎng)絡(luò)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(shù)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。
圖2 電纜接線圖
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。（如不能連接應(yīng)聯(lián)系數(shù)控機床生產(chǎn)廠家或數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家，確定其端口定義方式，根據(jù)其定義焊接連接電纜。）
4．1連接數(shù)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(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。LT—LINK4000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。
圖3 LT－LINK4000串口擴展卡連接示意圖
4．3 連接實現(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。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(biāo)記確認各個串口上所連接的數(shù)控機床，然后分別進行傳輸試驗。由于各個機床的數(shù)控系統(tǒng)、加工特點、機床參數(shù)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(diào)整各個機場的程序存儲和訪問位置和方式、存儲數(shù)控機床的機床參數(shù)、監(jiān)控數(shù)控機床的工作狀態(tài)、建立數(shù)控機床的機床加工檔案。利用CAD/CAM軟件設(shè)計制作圖紙工藝和程序。
4．4 企業(yè)局域網(wǎng)控制
利用網(wǎng)絡(luò)適配器通過TCP/IP協(xié)議，設(shè)置好本計算機的IP地址以適應(yīng)局域網(wǎng)，設(shè)置共享的資源。設(shè)置完成后可以在企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)上任何一臺計算機控制和查看數(shù)控機床的情況，編寫數(shù)控機床程序，解決數(shù)控機床所處現(xiàn)的問題。
4．5 遠程控制
利用調(diào)制解調(diào)器（MODEM）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。
5 結(jié)構(gòu)的特點
5．1國內(nèi)絕大多數(shù)使用的是帶普通RS－232或RS－422串口的數(shù)控機床和用微機改造的經(jīng)濟型數(shù)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。
5．2采用LT—LINK4000串口擴展卡擴展串口性能穩(wěn)定，技術(shù)可靠，以此基礎(chǔ)可方便可靠地實現(xiàn)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(wǎng)的問題。
5．3采用RS－232串行接口結(jié)構(gòu)簡單，傳輸可靠，采用電流環(huán)方式，傳輸距離可達1km～2km，通信速率可達19.2kbit／s；采用RS－422A串行接口，傳輸距離可達1200m，傳輸速率可達10Mbit／s。國內(nèi)外許多數(shù)控機床都采用這兩種接口，而LT－LINK4000可以提供這兩種接口，能滿足大多數(shù)生產(chǎn)現(xiàn)場和數(shù)控機床通信的需要。
5．4可通過串口與其它設(shè)備（如刀具、工件測試儀）連接，實現(xiàn)信息集成。
6所需購買硬件
計算機一臺（推薦預(yù)裝Windows系統(tǒng)，配專用軟件[根據(jù)需要選擇程序管理和加工管理軟件>）
LT－LINK4000串口擴展卡（根據(jù)數(shù)控機床數(shù)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(qū)動器（每臺數(shù)控機床1對）
屏蔽電纜（連接數(shù)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(wǎng)絡(luò)適配器（網(wǎng)卡）一個
調(diào)制解調(diào)器（MODEM）一個
7結(jié)論
經(jīng)過以上過程組建的數(shù)控機床管理網(wǎng)絡(luò)在使用中可以實現(xiàn)基本功能如下：
7．1數(shù)控設(shè)備與管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的“數(shù)據(jù)存儲交換器”（控制主機）間實現(xiàn)長距離交互式數(shù)據(jù)、信息傳輸。
7．2 控制主機與上位PC服務(wù)器連接或直接鑲?cè)肫髽I(yè)局域網(wǎng)的生產(chǎn)管理工作站、技術(shù)管理工作站CAD／CAM系統(tǒng)進行通訊。
7．3 系統(tǒng)的遠程監(jiān)控功能可使連接企業(yè)局域網(wǎng)的各管理部門對控制主機中的各種生產(chǎn)反饋日志信息（各臺設(shè)備開、關(guān)機時間；加工零件名稱；成、廢品數(shù)量等）進行監(jiān)控和管理。
7．4控制主機無人值守自動運行。
7．5NC加工程序可在windows平臺上實現(xiàn)長文件名管理，可實現(xiàn)零件代號與NC加工程序名稱的統(tǒng)一
7．6數(shù)控設(shè)備網(wǎng)絡(luò)集成管理系統(tǒng)覆蓋所有具備RS－232數(shù)據(jù)傳輸接口的數(shù)控設(shè)備。對操作面板字母不全的設(shè)施，也可使用編碼方式進行數(shù)據(jù)傳輸。
7．7數(shù)據(jù)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(diào)用、修改、復(fù)制，方便了生產(chǎn)零件的轉(zhuǎn)移加工
7．8控制主機為網(wǎng)絡(luò)中所有數(shù)控機床提供了極大的程序存儲空間，并允許多路DNC數(shù)據(jù)同時傳輸，滿足了大程序量多臺機床的在線加工。
7．9可及時進行超遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)木S護和調(diào)試，保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。
（轉(zhuǎn)載）
