DNC的基本組成

如圖所示為DNC系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)，由以下幾部分組成：

（1）DNC主機(jī)（或稱DNC控制計(jì)算機(jī)），包括大容量的外存儲(chǔ)器和I/O接口；

（2）通信單元；

（3）DNC接口；

（4）NC或CNC裝置；

（5）軟件系統(tǒng)，通常包括實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和DNC應(yīng)用軟件等。

由于DNC系統(tǒng)的構(gòu)成有多種形式，DNC系統(tǒng)各組成部分的配置應(yīng)根據(jù)用戶需求和具體條件確定。影響DNC系統(tǒng)配置的因素很多，如車(chē)間層機(jī)床的負(fù)載狀況、所需要的柔性、勞動(dòng)力費(fèi)用、被處理信息的層次等。但首先應(yīng)考慮工廠具體的需求，如需要的自動(dòng)化程度、信息流以及工廠的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)層次等重要因素。NC和CNC裝置作為DNC、FMS和CIMS的底層設(shè)備控制器，除了要與數(shù)據(jù)輸入輸出設(shè)備等外部設(shè)備相連接外，還要與DNC控制計(jì)算機(jī)直接通信或通過(guò)局域網(wǎng)絡(luò)相連，具有網(wǎng)絡(luò)通信功能。

NC或CNC裝置與DNC主計(jì)算機(jī)間交換的數(shù)據(jù)要比單機(jī)運(yùn)行時(shí)多得多。例如，機(jī)床起停信號(hào)、操作指令、機(jī)床狀態(tài)信息、零件加工程序、刀具參數(shù)等數(shù)據(jù)的傳送。為此，傳送的速率也要高些。目前多數(shù)NC或CNC裝置配置的RS232C／RS422等接口的傳送速率一般不超過(guò)9600Bit/s，而且只能進(jìn)行加工程序的雙向傳送，不能進(jìn)行機(jī)床的遠(yuǎn)程控制操作，更不能直接與網(wǎng)絡(luò)相連接。這類CNC裝置必須通過(guò)專門(mén)開(kāi)發(fā)的DNC接口才能連入到DNC系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)DNC控制。

DNC的主要功能

（1）數(shù)控加工程序的下載與上載

設(shè)計(jì)和采用DNC系統(tǒng)的主要目的之一，是改變數(shù)控加工程序輸入方式，直接通過(guò)計(jì)算機(jī)之間的通信功能，聯(lián)機(jī)下載；同時(shí)，減少數(shù)控機(jī)床配備穿孔機(jī)等硬設(shè)備的費(fèi)用，降低成本。另外，下載到機(jī)床的加工程序有時(shí)在使用過(guò)程中需要作局部修改，這些經(jīng)過(guò)修改的加工程序可以上載到DNC主機(jī)中。

（2）NC程序存儲(chǔ)與管理

NC程序的儲(chǔ)存與管理是DNC系統(tǒng)的另一個(gè)重要功能。零件程序管理系統(tǒng)要能滿足下列一些要求：程序必須能送至閑置下來(lái)的機(jī)床去使用；允許加進(jìn)新程序、刪除舊程序、在有新要求提出時(shí)重新編輯老程序；要能進(jìn)行后置處理，零件程序可以刀位數(shù)據(jù)文件存入，再由后置處理器轉(zhuǎn)換為特定機(jī)床的加工程序；能完成數(shù)據(jù)處理和管理功能，諸如文件保密、程序顯示、數(shù)據(jù)操作等。

（3）數(shù)據(jù)采集、處理和報(bào)告

數(shù)據(jù)的采集、處理和報(bào)告的主要目的是對(duì)工廠的生產(chǎn)進(jìn)行離線監(jiān)控。采集的數(shù)據(jù)包括加工工件計(jì)數(shù)、刀具使用、機(jī)床利用和另外一些衡量車(chē)間工作狀態(tài)的參數(shù)。DNC計(jì)算機(jī)處理這些數(shù)據(jù)，并及時(shí)向管理部門(mén)提供必要的信息。近幾年來(lái)，DNC的這個(gè)功能的范圍被擴(kuò)大了，它不僅從數(shù)控機(jī)床上采集數(shù)據(jù)，而且還可從車(chē)間范圍內(nèi)其它計(jì)算機(jī)或終端采集信息，進(jìn)行車(chē)間或工段的生產(chǎn)準(zhǔn)備、管理和控制。

（4）根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃自動(dòng)分配NC程序及數(shù)據(jù)到相應(yīng)的機(jī)床；

（5）分配與傳遞刀具數(shù)據(jù)；

（6）刀具、量具、夾具等工裝準(zhǔn)備信息，系統(tǒng)內(nèi)工裝的實(shí)時(shí)控制；

（7）按照工藝計(jì)劃及生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)由多種數(shù)控機(jī)床組成的DNC系統(tǒng)的物流實(shí)時(shí)控制，以及工件的輸送、貯存，同步加工和裝配等活動(dòng)的集成化生產(chǎn)管理。

目前多數(shù)DNC系統(tǒng)僅包括前四項(xiàng)功能，同時(shí)包括后三項(xiàng)功能的DNC系統(tǒng)還不多見(jiàn)。由于DNC系統(tǒng)的上述功能都是在DNC管理與控制軟件（包括DNC接口軟件）支持下完成的，因此DNC系統(tǒng)的功能實(shí)際上也是DNC管理與控制軟件應(yīng)具有的功能。

DNC的特點(diǎn)

分布式數(shù)控系統(tǒng)能逐步建立，具有可擴(kuò)展性，不必一次完成整個(gè)DNC系統(tǒng)。因此更實(shí)用、更經(jīng)濟(jì)，它可以延長(zhǎng)投資時(shí)間，并能在此期間從每個(gè)建成的子系統(tǒng)中取得利益。

由CNC機(jī)床組成DNC系統(tǒng)，使計(jì)算機(jī)控制的制造系統(tǒng)增加了新的能力和改善了原有的性能。DNC計(jì)算機(jī)可以直接給CNC機(jī)床的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器送去程序。它與專用機(jī)床控制單元（MachineControlUnit，MCU）的區(qū)別在于，CNC控制器具有足夠的存儲(chǔ)能力接受零件的加工程序，零件程序能一次性輸入，而不必像MCU那樣一段一段地輸入，從而減少了計(jì)算機(jī)與每臺(tái)數(shù)控機(jī)床間的通信量。在這方面，分布式數(shù)控進(jìn)一步發(fā)展是將后置處理器裝在CNC控制器的軟件中，這將能使零件程序由DNC計(jì)算機(jī)以刀位數(shù)據(jù)文件形式輸給CNC計(jì)算機(jī)，而不必先進(jìn)行后置處理。

分布式數(shù)控系統(tǒng)另一個(gè)特點(diǎn)是有冗余。如果DNC中央計(jì)算機(jī)出了故障，不必使系統(tǒng)中的每臺(tái)機(jī)床都停下來(lái)，每臺(tái)CNC機(jī)床能夠單獨(dú)工作。這種單獨(dú)工作的能力主要源于CNC機(jī)床具有存儲(chǔ)數(shù)控加工程序的能力。除此之外，每臺(tái)CNC機(jī)床可配備相應(yīng)接口以便讀入程序，使單臺(tái)機(jī)床繼續(xù)工作。當(dāng)然，提供這種輔助設(shè)備需要增加些費(fèi)用。分布式數(shù)控系統(tǒng)還改善了中央計(jì)算機(jī)與車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)之間的通信，它比用硬聯(lián)接設(shè)備更易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的通信，從而有可能進(jìn)一步向工廠生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)和CIMS擴(kuò)展。

20世紀(jì)80年代后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)和DNC的發(fā)展，DNC系統(tǒng)與FMS的界限越來(lái)越模糊了。DNC系統(tǒng)不僅用計(jì)算機(jī)來(lái)管理、調(diào)度和控制多臺(tái)CNC機(jī)床，而且還與CAD/CAPP/CAM、物料輸送和存貯、生產(chǎn)計(jì)劃與控制相結(jié)合，形成了柔性分布式數(shù)字控制（FlexibleDistributedNumericalControl，F(xiàn)DNC）系統(tǒng)，成為現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)中的重要組成部分。