基于DNC軟插件技術(shù)集成化生產(chǎn)管理系統(tǒng)研究與實踐.pdf

1、隨著改革開放的不斷深入，我國機械制造企業(yè)的生產(chǎn)水平有了很大提高。許多廠家購置了數(shù)控機床，出現(xiàn)了新舊數(shù)控機床并存的自動化車間。但由于購置數(shù)控機床的時間不同、型號不同，因而數(shù)控機床配置的數(shù)控系統(tǒng)也不盡相同，其數(shù)據(jù)傳輸接口、通信協(xié)議也不相同。以往的數(shù)控機床，大多為單機使用，隨著生產(chǎn)管理水平的提高，以及CAD/CAM技術(shù)的成熟和逐漸推廣應(yīng)用，迫切需要利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將CAD/CAM系統(tǒng)與數(shù)控機床有機地聯(lián)接起來，實現(xiàn)NC程序等的通訊傳輸，以提高

2、數(shù)控機床的生產(chǎn)效率，并滿足DNC生產(chǎn)管理的需要。 經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有加工中心的數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)存容量都很少，且大都沒有配置程序再開功能，模具等復雜零件的加工只能通過DNC方式加工，在長達幾小時甚至幾十小時加工中，不能完全保證不出現(xiàn)擾動(如斷刀、停電等)。一旦加工中斷，NC程序通常從頭開始執(zhí)行，已加工部分機床只能走空刀，零件的加工時間成倍增加，大大降低設(shè)備生產(chǎn)率，企業(yè)紛紛要求開發(fā)加工中心程序再開功能。 為滿足市場對多品種、小批量

3、產(chǎn)品的需求，生產(chǎn)制造技術(shù)發(fā)展很快。生產(chǎn)車間的形式已由過去的常規(guī)設(shè)備非自動化形式改變成以CAD/CAM、MIS、FMS和DNC集成為特征的自動化車間。由于加工任務(wù)不同，其加工工藝路線也會變化，所需的設(shè)備資源也會不同。這樣就會造成某些設(shè)備負荷過重，而其它設(shè)備的利用率又不高。傳統(tǒng)的做法是將設(shè)備資源固定在一個制造單元的組織模式，已不能適應(yīng)實際生產(chǎn)需要，需要研究新的自動化車間生產(chǎn)管理組織模式。 針對上述問題，作者圍繞異構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)DNC集成

4、控制和基于DNC車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)進行研究，參與和承擔了國家863/CIMS項目“基于DNC軟插件技術(shù)集成化生產(chǎn)管理系統(tǒng)的研究”和軍工項目“精密加工車間DNC集成系統(tǒng)開發(fā)與實施”等項目的主研工作，各項目完成并通過鑒定或驗收，其中國家863/CIMS項目“基于DNC軟插件技術(shù)集成化生產(chǎn)管理系統(tǒng)的研究”經(jīng)國家教委組織鑒定，達到“國際先進水平”，并獲得1999年度重慶市科學技術(shù)進步一等獎；重慶市科委科技攻關(guān)項目“DNC方式下加工中心程序再開功能

5、的研究”經(jīng)重慶市科委組織鑒定，達到“國內(nèi)領(lǐng)先水平”，并獲得2002年度重慶市科學技術(shù)進步三等獎。研究成果之一“群控式數(shù)控設(shè)備的通信裝置”獲得國家實用新型專利，研究成果已成功應(yīng)用于多家大型企業(yè)，取得很好的經(jīng)濟效益和社會效益。 作者針對傳統(tǒng)DNC星型拓撲結(jié)構(gòu)的不足，借鑒自動控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的CAN現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)體系，構(gòu)建了基于CAN現(xiàn)場總線的新型DNC通信系統(tǒng)，實現(xiàn)一臺DNC計算機同時可靠控制15臺數(shù)控機床，并解決了程序再開功能實現(xiàn)、

6、通信競爭避免、通信干擾智能排除和數(shù)控系統(tǒng)單側(cè)操作等四項關(guān)鍵技術(shù)問題。 以軟插件技術(shù)為核心，研制包括多種不同數(shù)控系統(tǒng)通信協(xié)議的軟插件庫，通過下載通信協(xié)議到通信前端單元實現(xiàn)異構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)集成控制，基于軟插件技術(shù)的新型DNC通信系統(tǒng)已成功開發(fā)，是一個實時、高速、可靠、廉價的遠距離通信系統(tǒng)，系統(tǒng)操作方便，具有很好的開放性。 在綜合分析CAD/CAPP/CAM集成、CAPP/PPC集成研究的基礎(chǔ)上，提出了基于敏捷制造哲理的車間生產(chǎn)管

7、理方式，并建立了集成化車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)模型，提出了設(shè)備組重構(gòu)思想并建立了相應(yīng)的生產(chǎn)管理調(diào)度模型，研制了一套實用算法，從而提高了車間的敏捷性。 本文的研究成果適用于數(shù)控車間或數(shù)控機床與普通機床混合共存的機械制造車間，能充分利用現(xiàn)有數(shù)控機床，提高企業(yè)的制造能力和制造水平，提高我國自主開發(fā)能力，減少對國外技術(shù)的依賴性，縮短制造周期，提高制造質(zhì)量，減輕技術(shù)人員的勞動強度，降低制造費用，因此能使企業(yè)取得顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，有廣闊的應(yīng)