?

　　闡述了應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)DNC技術(shù)和數(shù)控仿真技術(shù)拓展實習工位，提高教學效率的方法，并給出了具體實施方案。目前職業(yè)教育、技能培訓風起去涌，該方案對于從事數(shù)控技能培訓的機構(gòu)來說，有很好的參考價值。

　　一、需求分析

　　實習一直采用車間與機房配套實習模式，已建立覆蓋全范圍的CAD/CAM局域網(wǎng)，數(shù)控設(shè)備在使用和管理上存在著一些問題。

　　1.手工輸入程序，增加了大量的加工準備時間

　　鹽城技師學院的數(shù)控設(shè)備全部用于實訓教學，每一個訓練課題都需要一個專門的程序，每個學生的程序都要求獨立編制，練習時采用由學生手工錄入再核對的方式進行操作，大量的練習時間都花在了程序輸入上，大大降低了數(shù)控設(shè)備的利用率。而且，頻繁的輸入操作也導致了MDI鍵盤故障率升高。

　　2.無法實現(xiàn)DNC在線加工，高級班和技師班自動編程課題的教學無法開展

　　高級班和技師班要求開設(shè)自動編程課題，利用CAM軟件對零件進行程序編制。CAM軟件生成的程序一般容量比較大，手工輸入比較困難，尤其是復雜零件，程序往往會超出數(shù)控設(shè)備內(nèi)存的容量，這就需要應(yīng)用DNC在線加工技術(shù)進行加工。以前一直采取單機傳輸?shù)姆椒?，缺點是在機床旁邊要放一臺計算機，由于車間環(huán)境惡劣，計算機損壞現(xiàn)象比較嚴重。

　　3.編程訓練的學生無法驗證編制程序的正確性

　　除了在機床上操作的學生，剩下的學生在機房或教室進行編程訓練，編制的程序只能通過機床加工才能得到驗證。

　　二、系統(tǒng)調(diào)研，確定方案

　　根據(jù)以上的一些存在問題，我們走訪了一些企業(yè)，發(fā)現(xiàn)這些企業(yè)一般采用以下幾種方案。

　　1.每臺機床配備1臺計算機

　　每臺機床配備1臺計算機，利用RS232進行單機傳輸，再將這些計算機進行聯(lián)網(wǎng)管理。這樣做的好處是，資金用量較小，且計算機放在機床旁邊，信號質(zhì)量能夠得到保證。但缺點是，車間環(huán)境惡劣，不利于計算機的管理和使用，容易造成計算機的高故障率。

　　2.利用多串口卡

　　利用多串口卡和相應(yīng)軟件，由一臺計算機統(tǒng)一管理，將RS232線連接到各機床。此方案計算機離數(shù)控設(shè)備距離較遠(有的超過30米)，信號質(zhì)量不能得到保證，同時，多串口卡采用開關(guān)方式，不能同時對幾臺機床進行操作，實際還是存在線路爭用現(xiàn)象。

　　3.選用DNC軟件

　　使用先進的DNC管理軟件，結(jié)合現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)，選用RJ45與RS232轉(zhuǎn)換設(shè)備，由一臺性能穩(wěn)定的服務(wù)器集中管理。

　　為了更好的實現(xiàn)學校與工廠的無縫接軌，有必要使每個學生對當前先進的軟件以及加工管理模式有一個全面的了解和感性接觸;同時為了方便學校教學，使編程、操作更加連貫，提高現(xiàn)有機床的使用效率，解決數(shù)控設(shè)備少而學生不斷增多的矛盾，同時更好的服務(wù)于學校的教學和學生考試，以及更多的為社會培養(yǎng)高素質(zhì)的人才，因此有必要對現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備進行現(xiàn)代化和信息化管理，故而采用3號方案。同時，引入數(shù)控加工仿真軟件(vnuc、Vericut等)，解決了學生程序驗證的問題，真正達到了利用計算機擴展數(shù)控機床工位的目的。

　　目前國內(nèi)較為常見的DNC軟件有CIMCO公司的DNC-MAX、ASCENDANT TECHNOLOGIES公司的eXtremeDNC、北京機床研究所的JCSDNC以及CAXA(數(shù)碼大方)的CAXA網(wǎng)絡(luò)DNC等，通過比較這些軟件的功能特點，我們選用了eXtremeDNC軟件。

　　三、eXtremeDNC軟件的功能特點

　　1.聯(lián)網(wǎng)控制

　　將eXtremeDNC軟件安裝在局域網(wǎng)的一臺電腦上作為通信服務(wù)器，連接MOXA產(chǎn)的NPort 5110單串口服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)交換機，然后將串口服務(wù)器放到到機床RS232口處，并連接到機床的RS232端口。使用帶屏蔽的五類雙絞線通信距離可達100m，超過100m可用長線驅(qū)動器擴展。該特點解決傳統(tǒng)RS232傳輸距離短，抗干擾能力差的問題。

　　2.聯(lián)網(wǎng)協(xié)議

　　該軟件支持TCP/IP協(xié)議，只要有TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議即可接入局域網(wǎng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理。

　　3.通信硬件

　　采用MOXA公司生產(chǎn)的專用串口服務(wù)器，通信速率可高達230kB,所有口同時可達115 kB。它通過網(wǎng)絡(luò)交換機可連接多臺數(shù)控機床，并可與服務(wù)器相連。

　　4.控制數(shù)量

　　每個EXtremeDNC 服務(wù)器能同時控制多達256臺數(shù)控機床，可實現(xiàn)多臺機床同時傳輸程序，同時在線加工的需求。

　　5.遠程控制

　　可以在數(shù)控機床處直接從EXtremeDNC服務(wù)器中調(diào)用數(shù)控程序，機床操作人員無須操作計算機，省去了傳統(tǒng)DNC傳輸模式下的計算機與機床之間來回奔波的時間。

　　6.數(shù)據(jù)的安全性

　　數(shù)據(jù)傳輸安全可靠，數(shù)據(jù)傳輸后可用文件比較器驗證輸入文件的準確性，并可對文件的不同點加以彩色標識。

　　7.權(quán)限管理

　　強大的權(quán)限管理功能，通過設(shè)置不同的權(quán)限，不同的操作者所控制的機床數(shù)量和權(quán)限不同。

　　8.數(shù)控軌跡繪圖

　　能夠?qū)崟r數(shù)控文件比較、數(shù)控文件編輯、數(shù)控文件軌跡繪圖。

　　9.易使用性

　　軟件的編寫采用Windows Office風格，會Windows操作就會用eXtremeDNC軟件，而且軟件采用開放式結(jié)構(gòu)，它可以無限地同第三方應(yīng)用軟件包交互使用，如Microsoft瀏覽器、計劃任務(wù)程序、數(shù)據(jù)庫和命令等。

　　10可擴展性

　　設(shè)置了簡單快速的擴充接口，確保了在需要時隨時隨地以本系統(tǒng)為基礎(chǔ)進行功能升級或是規(guī)模擴展。

　　11.數(shù)據(jù)管理

　　可與PDM、ERP多個信息管理系統(tǒng)之間實現(xiàn)互聯(lián)。

　　通過對以上功能特點的分析，該軟件完全能夠滿足我院實訓教學的需要。

　　四、系統(tǒng)實施及應(yīng)用

　　1.硬件配置

　　(1)布線及測試

　　車間原本采用橋架布線，所以只要通過橋架放入連接機房與機床的雙絞線即可。完成系統(tǒng)布線工作后，進行每一臺機床的通信測試。測試結(jié)果是全部線路均滿足通信要求。

　　(2)應(yīng)用實例

　　例如，1號機床的編號為C101，線號為101，通信端口為COM101，波特率為9600，數(shù)據(jù)位為7，停止位為2，校驗為EVEN，流控制為XON/XOFF，代碼為ISO AUTO CONNECT，PORT為R，收發(fā)目錄的發(fā)件箱為C:\DNC\C101\OUT\，收件箱為C:\DNC\C101\IN\，遠程命令名為O1111。下面是其程序格式。

　　%

　　(WW GET P2222 WW);(P2222為欲遠程調(diào)用的程序名，可以進行更改，因為O為FANUC系統(tǒng)的保留字，不能通過鍵盤輸入，故利用eXtremeDNC軟件的字符替換功能實現(xiàn)用P代替O。)

　　M30

　　%

　　將線序配置好，并將參數(shù)設(shè)置正確，就可以正常地通信了。

　　(3)服務(wù)器配置

　　由于用于學生實習，同時該軟件對服務(wù)器要求不高，只要穩(wěn)定就好，所以暫時選用性能較穩(wěn)定的聯(lián)想電腦代用。

　　2.軟件配置

　　(1)操作系統(tǒng)

　　服務(wù)器端安裝了WINDOWS 2000 Server，保證系統(tǒng)穩(wěn)定性。

　　(2)eXtremeDNC軟件安裝和功能測試

　　eXtremeDNC軟件的安裝非常簡單，這里不再贅述。在功能測試上，分別就以下主要功能進行了反復驗證。

　　◎使用一臺計算機同時控制所有具備串行通信功能并被連接在網(wǎng)上的數(shù)控設(shè)備，實現(xiàn)加工數(shù)據(jù)的雙向發(fā)送和接收;

　　◎所有被連接設(shè)備均可同時實現(xiàn)數(shù)控文件遠程調(diào)用;

　　◎所有被連接的具備DNC功能的數(shù)控設(shè)備同時實現(xiàn)遠程DNC操作;

　　◎數(shù)控文件的編輯、比較和數(shù)控文件軌跡繪圖;

　　◎通過遠程命令查看軟件服務(wù)器指定機床的文件目錄;

　　◎不同用戶的使用權(quán)限設(shè)置、管理功能;

　　◎斷刀點續(xù)傳功能;

　　◎軟件介紹的其他功能;

　　五、實施效果

　　1.擴展了數(shù)控實訓工位，提高了數(shù)控實訓教學的水平

　　通過eXtremeDNC軟件和數(shù)控仿真加工軟件在數(shù)控車間的實施后，學生拿到課題后可以直接在仿真機房編程、仿真，先完成的同學經(jīng)過老師審核通過后即可將程序傳入DNC服務(wù)器，然后到車間機床上通過遠程請求將程序傳到機床上進行加工，減少了機床的待機時間和程序驗證時間，其他同學同樣排隊進行加工，先加工的同學加工結(jié)束后可安排下課題內(nèi)容繼續(xù)回機房編程仿真，這樣，數(shù)控機床和仿真機房一直處在交替連續(xù)的工作中，充分發(fā)揮了現(xiàn)有設(shè)備的使用效能，在同樣的實習時間內(nèi)，可以給學生更多的訓練時間。90余臺數(shù)控設(shè)備與210臺計算機配套，相當于將90個工位擴展到了300個，大大節(jié)約了教學資源。

　　可以輕松實現(xiàn)DNC在線加工，為自動編程教學和高級工、技師技能訓練提供了有力的硬件支持。

　　通過機床聯(lián)網(wǎng)，在數(shù)控實訓教學中同時引入了計算機技術(shù)、通信技術(shù)和數(shù)控技術(shù)的教學內(nèi)容，使學生能緊跟現(xiàn)代制造技術(shù)的時代步伐，提高了學生的知識水平與能力水平。

　　有利于項目式教學法在數(shù)控專業(yè)教學中的開展，教學中模擬模仿企業(yè)生產(chǎn)過程與管理模式，使學生對所進行實訓項目的目的明確，過程清晰，極大的激發(fā)了學生的學習積極性，收到了良好的效果。

　　2.緩解設(shè)備壓力并降低設(shè)備管理成本

　　采用網(wǎng)絡(luò)傳輸程序，提高了機床工作效率，延長了MDI面板的壽命，從另外一個角度來講，還緩解了數(shù)控實訓教學中設(shè)備緊缺的壓力。

　　所有機床系統(tǒng)參數(shù)及補償數(shù)據(jù)全部通過網(wǎng)絡(luò)在計算機中備份，一旦發(fā)生系統(tǒng)問題，可以迅速重設(shè)參數(shù)，恢復系統(tǒng)，提高了設(shè)備的自維護能力，降低了設(shè)備維護成本。

　　六、結(jié)束語

　　通過實施數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)，有效的實現(xiàn)了數(shù)控機床實訓工位的擴展，不過此次僅僅應(yīng)用了eXtremeDNC 軟件程序傳輸?shù)墓δ?，在此基礎(chǔ)上，還可實現(xiàn)數(shù)控設(shè)備的實時監(jiān)控和現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，還有很多實用的功能需要我們?nèi)ド钊胪诰颉?/p>