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

1、隨著改革開放的不斷深入，我國機(jī)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(jī)床，出現(xiàn)了新舊數(shù)控機(jī)床并存的自動(dòng)化車間。但由于購置數(shù)控機(jī)床的時(shí)間不同、型號(hào)不同，因而數(shù)控機(jī)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(jī)床，大多為單機(jī)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將CAD/CAM系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床有機(jī)地聯(lián)接起來，實(shí)現(xiàn)NC程序等的通訊傳輸，以提高

2、數(shù)控機(jī)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(fù)雜零件的加工只能通過DNC方式加工，在長達(dá)幾小時(shí)甚至幾十小時(shí)加工中，不能完全保證不出現(xiàn)擾動(dòng)(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(jī)床只能走空刀，零件的加工時(shí)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(chǎng)對(duì)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(dòng)化形式改變成以CAD/CAM、MIS、FMS和DNC集成為特征的自動(dòng)化車間。由于加工任務(wù)不同，其加工工藝路線也會(huì)變化，所需的設(shè)備資源也會(huì)不同。這樣就會(huì)造成某些設(shè)備負(fù)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(gè)制造單元的組織模式，已不能適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)需要，需要研究新的自動(dòng)化車間生產(chǎn)管理組織模式。 針對(duì)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(jìn)行研究，參與和承擔(dān)了國家863/CIMS項(xiàng)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(xiàng)目“精密加工車間DNC集成系統(tǒng)開發(fā)與實(shí)施”等項(xiàng)目的主研工作，各項(xiàng)目完成并通過鑒定或驗(yàn)收，其中國家863/CIMS項(xiàng)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(dá)到“國際先進(jìn)水平”，并獲得1999年度重慶市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)；重慶市科委科技攻關(guān)項(xiàng)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(dá)到“國內(nèi)領(lǐng)先水平”，并獲得2002年度重慶市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步三等獎(jiǎng)。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(shí)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(jì)效益和社會(huì)效益。 作者針對(duì)傳統(tǒng)DNC星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不足，借鑒自動(dòng)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的CAN現(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)構(gòu)體系，構(gòu)建了基于CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的新型DNC通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)DNC計(jì)算機(jī)同時(shí)可靠控制15臺(tái)數(shù)控機(jī)床，并解決了程序再開功能實(shí)現(xiàn)、

6、通信競(jìng)爭(zhēng)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(xiàng)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(shí)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(gè)實(shí)時(shí)、高速、可靠、廉價(jià)的遠(yuǎn)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(shí)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(jī)床與普通機(jī)床混合共存的機(jī)械制造車間，能充分利用現(xiàn)有數(shù)控機(jī)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(duì)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(dòng)強(qiáng)度，降低制造費(fèi)用，因此能使企業(yè)取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，有廣闊的應(yīng)