基于集成网络DNC的数控生产基地平台构建

2 基地网络平台设计

    2．1 现状

    高校工程训练中心主要承担大学生的工程训练、创新实践、相关课程的实习及科研任务，配有多种工业用数控加工设备和数控系统。近几年又引进了一体化的设计制造软件，逐步实施了CAD／CAM／CAPP等系统，它们在教学和生产中发挥了重要作用。但目前这些软件和设备均处于单机运行的“孤岛”状态，利用率低，管理困难，严重滞后于先进制造技术的发展步伐，对教学科研影响较大。

    2．2总体方案设计

    根据实际情况，本方案采用3层运行模式。在网络控制模式上，目前主要有基于CAN总线的DNC网络模式和基于以太网的DNC网络模式。前者具有实时性强、可靠性高、通讯速率快、总线协议具有完善的错误处理机制、灵活性高等优点，其技术优势明显，但过多的协议层次将增加整个系统的复杂程度和开发难度。而以太网作为一种网络技术已发展成能在不同平台问进行广泛便捷信息访问的重要手段，它能在需要的时间和地点传递正确的信息，并进行控制。同时以太网的抗干扰设计保证了在实习和生产车间恶劣环境下的通信畅通及实时性，且易于与管理层集成。因此方案中选择基于以太网的DNC网络模式。图5为平台总体网络结构，分为信息交流层、中央管理层和加工设备层。

图5平台总体结构
Fig．5 Platform structure

    2．3 系统信息工作流程

    基于以太网的DNC通信系统的信息流动模型见图6。DNC转换器相当于数控机床信息中转站，同时又是嵌入式web服务器，实时发布机床状态信息。DNC服务器负责与DNC串口转换器间数控程序的交换。数据库服务器负责存储机床事件和信息管理。而中心服务器和学校网络中心服务器作为训练中心局域网和互联网的网关，转发机床实时信息，从数据库中提取机床事件日志并进行分析后，供校外企业及相关用户使用，实现信息共享。

3 系统的主要功能

    (1)联网机床信息管理功能。如管理人员可以增加、删除、修改联网机床信息、设置机床通讯参数等，并能根据不同机床发送的不同请求，自动回送其所需要的程序代码，真正做到计算机端无人值守。

    (2)NC程序管理功能。如通过目录和文件管理对不同类型NC程序进行分类管理，包括数控程序的上传、编辑、模拟和查询及处理机床上传至计算同名NC程序，及时向机床回发错误提示信息等。

    (3)在线加工功能。如多台机床可同时查询、上传、下载NC程序，互不干扰，并能边下载边加工。

    (4)机床任务管理功能。如可提供每台机床的实习(加工)任务管理，中心指导教师和网内获得权限的成员可以对机床的加工任务进行添加、删除和任务查询，还可以把每日实习(加工)任务生成任务单下达给机床操作人员。

    (5)机床状态分析功能。如通过DNC获得机床运行状态日志，提供对其分析对比，了解机床的工作效率，同时为管理人员提供相关运行基本数据，以便及时了解整个系统的运行情况，方便管理。

    (6)用户权限管理功能。如提供对中心(车间)内部人员和其它相关人员的账号和工作权限的管理，部分工作由系统管理员完成。

    (7)信息共享功能。如为制造网内的各个用户或部门提供加工任务信息发布、CAD／CAM设计信息以及各种相关技术信息的共享和交流使用。

图6 DNC通信系统工作流程
Fig．6 DNC communications System working flow

4 结语

    工程训练中心集成网络DNC实习基地建设融合了网络DNC、一体化设计制造、车间信息管理等多项技术，不仅为学生提供了一个认识和体验现代制造企业网络制造模式的真实环境，缩短了学生与企业对接的时间，而且这种集协同设计制造信息集成及数控车间集成化控制与管理为一体的网络化平台对中小企业的信息化也具有一定的参考价值。