智能工廠的基石-DNC
2015/9/15 19:32:40 點擊：
智能工廠的基石-DNC
DNC系統(tǒng)不僅是數(shù)控程序傳輸?shù)墓ぞ撸瑫r也是企業(yè)數(shù)控程序管理方式的革新技術(shù)，通過DNC系統(tǒng)的應(yīng)用，使數(shù)控程序傳輸和管理變?yōu)橛行虻墓ぷ�。DNC系統(tǒng)是整個企業(yè)信息化系統(tǒng)的基礎(chǔ)，為以后企業(yè)信息化觸角延伸到車間現(xiàn)場提供了基本的保障。
一、企業(yè)存在的問題
當前企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的問題，主要體現(xiàn)在下面兩個方面。
1.對于數(shù)控設(shè)備來說，數(shù)控程序就是數(shù)控設(shè)備的靈魂，但是數(shù)控程序的輸入手段過于落后，因此數(shù)控程序輸入數(shù)控設(shè)備需要大量的時間。同時，因為操作不當或操作失誤造成的數(shù)控設(shè)備故障或程序輸入錯誤，不僅占用了大量的設(shè)備有效加工時間，而且也使得產(chǎn)品加工質(zhì)量不能得到保障。
2. 數(shù)控程序的管理過于混亂。目前數(shù)控程序分別存儲在機床端或工藝員個人的電腦上，沒有進行集中管理，因此造成數(shù)控程序無法重復利用。加上程序沒有經(jīng)過流程管理，程序水平參差不齊，加工同一零件也會因為采用不同程序加工而造成產(chǎn)品質(zhì)量問題。同時，程序版本混亂，存在因為調(diào)錯版本而出現(xiàn)質(zhì)量問題的可能。
二、解決方案
通過對問題的總結(jié)與分析，并對市場的充分了解后，公司最終選擇DNC數(shù)控設(shè)備及工位智能化聯(lián)網(wǎng)解決方案，解決車間現(xiàn)有的數(shù)控程序傳輸及管理問題。該解決方案的核心思想是將企業(yè)的數(shù)控設(shè)備進行網(wǎng)絡(luò)化連接，利用成熟的以太網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將數(shù)控機床的通信接口進行統(tǒng)一轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化接入。同時，在上端配備數(shù)據(jù)庫和NC程序管理軟件平臺，對數(shù)控程序及附屬文檔進行集中管理。
1.方案的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
整個網(wǎng)絡(luò)DNC系統(tǒng)在信息中心設(shè)立總服務(wù)器，該服務(wù)器擔任的是整個平臺數(shù)據(jù)的管理及備份的任務(wù)，同時，在廠房內(nèi)布置通信服務(wù)器用于程序傳輸。
通信服務(wù)器端作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉蛄�，承擔著加工�?shù)據(jù)的傳輸任務(wù)。通常各車間管理客戶端查詢和調(diào)用的數(shù)據(jù)均來源于總服務(wù)器，由總服務(wù)器將程序傳送至各車間通信服務(wù)器，如果車間級服務(wù)器發(fā)現(xiàn)故障也可以切換至總服務(wù)器進行傳輸。這樣，整個DNC系統(tǒng)既依靠又不依賴于園區(qū)網(wǎng)，園區(qū)網(wǎng)的好壞不會影響數(shù)控車間的代碼傳輸及生產(chǎn)加工。
2.方案的應(yīng)用策略
（1）如何解決數(shù)控程序的傳輸?通過網(wǎng)絡(luò)DNC系統(tǒng)的搭建，車間的數(shù)控設(shè)備操作工從復雜而繁瑣的機床端編程中解脫出來，將更多的精力投入到零件的裝夾與質(zhì)量的控制上。而工藝人員則從中抽出部分擅長編程的人員，來進行數(shù)控程序的編制和試加工。工藝人員編制完數(shù)控程序后，通過網(wǎng)絡(luò)DNC的程序管理功能將程序?qū)敕⻊?wù)器中，再指派至具體的設(shè)備進行傳輸，整個操作都在同一個界面內(nèi)完成，簡單快捷。
數(shù)控機床操作工可以利用網(wǎng)絡(luò)DNC的特殊指令系統(tǒng)，在機床端發(fā)送查詢列表的指令至服務(wù)器，服務(wù)器就會將可以加工的程序通過列表的形式呈現(xiàn)給操作工。操作工的查看列表、下載數(shù)控程序和上傳數(shù)控程序等操作均可直接在機床端完成，無需任何人為的干預(yù)和額外操作。
（2）如何解決數(shù)控程序的管理問題?傳統(tǒng)的文檔管理依托于Windows的文件夾操作，文檔的屬性定義復雜，文件本身的可靠性也較差。企業(yè)之前實施的PDM系統(tǒng)也具備文檔的管理功能，但是其龐雜的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹對于機加車間來說實在過于繁瑣，無用的數(shù)據(jù)過多，從而導致每次添加程序和檢索程序的速度都非常慢。因此，慢慢地，工藝人員又回歸到數(shù)控文檔各自管理的局面。
應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)DNC的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹功能以后，車間自建了一套適用于機加車間的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹，結(jié)構(gòu)樹的枝節(jié)沒有PDM系統(tǒng)那么龐大，以便于車間的管理和應(yīng)用。同時，還按照車間的班組情況建立了設(shè)備結(jié)構(gòu)樹。利用產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹和設(shè)備結(jié)構(gòu)樹，就可以將原先的數(shù)控程序進行分類管理和導入，無論是新添程序還是檢索已有的程序，都比之前的速度快了很多。另外，車間還利用網(wǎng)絡(luò)DNC系統(tǒng)管理模塊的版本管理和流程管理功能，對NC程序不同批次的版本進行了有效管理，也進一步約束了NC文檔管理過程中的流程規(guī)范性問題，從而可以保證每一個定型的數(shù)控程序最少經(jīng)過3步流程的審驗，對于關(guān)鍵工序的數(shù)控程序，還要進行5～8步的流程確認才能定型。
正是由于應(yīng)用了網(wǎng)絡(luò)DNC的傳輸和管理這兩個功能，之前車間存在的問題得到了妥善解決，下一步，準備實施設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控功能，以便于深入地分析設(shè)備的實際產(chǎn)能和綜合效率，為完全的數(shù)字化制造做好鋪墊，打好基礎(chǔ)。
3.方案的應(yīng)用成效
（1）數(shù)控設(shè)備通訊方面的成效。
①操作者只需要在數(shù)控設(shè)備的控制面板上輸入調(diào)用指令，即可完成程序的發(fā)送、接收和列表查詢。
②可以實現(xiàn)多臺機床的并行在線加工，支持斷點續(xù)傳，并可實現(xiàn)自動、手工和斷電斷點續(xù)傳，確保傳輸?shù)綑C床的程序準確無誤。
③可將不同的設(shè)備類型、不同的控制系統(tǒng)以不同的接入方式同時接入統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)進行管理。
④上傳程序時，服務(wù)器能夠自動接收、自動保存數(shù)控程序，服務(wù)器端無需專人職守。
⑤實現(xiàn)加工程序遠程列表瀏覽，操作者在機床端就可以瀏覽服務(wù)器上對應(yīng)的文件列表，并可在列表中選擇程序進行調(diào)用。
⑥具有強大的日志管理功能，可以記錄整個系統(tǒng)的所有事件，提供復合查詢檢索，方便問題的查找。同時可查看數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜掌凇r間、文件名以及上傳或下載等內(nèi)容，用以記錄操作者的操作過程及出錯信息。
（2）NC程序管理方面的成效。
①由于將所有的加工程序都交給服務(wù)器進行管理，從而解決了加工程序統(tǒng)一管理的問題。同時還可根據(jù)不同的人員、不同的產(chǎn)品賦予角色權(quán)限，并做到數(shù)據(jù)的安全管理。
②實現(xiàn)加工程序編制、校對、審簽和加工的流程定義，使得加工程序的調(diào)用實現(xiàn)流程化，并實現(xiàn)其全生命周期管理。
③所有操作都被DNC系統(tǒng)記錄在案，提供日志管理和最新版信息，解決了數(shù)控機床加工程序版本管理問題。
④網(wǎng)絡(luò)DNC管理模塊提供了加工程序的目錄式管理功能，可以對零件相應(yīng)的圖號、零件代號、對應(yīng)的機床、用戶名稱和更改日期等信息進行管理。
此外，數(shù)據(jù)庫中的程序可以關(guān)聯(lián)注釋、工藝要求、刀具清單和相關(guān)圖片等，因此操作者對每個程序都可以一目了然，從而為推行標準工藝和可視化工藝提供便利條件，也為單位數(shù)控加工經(jīng)驗的積累提供條件。
三項目總結(jié)
通過DNC系統(tǒng)的建設(shè)，解決了車間數(shù)控程序傳輸難、傳輸方式不規(guī)范等問題。由于系統(tǒng)將所有的程序集中通過網(wǎng)絡(luò)化的方式管理起來，使得所有程序都實現(xiàn)了可控、正確的使用要求，從而進一步提升了最終產(chǎn)品的產(chǎn)品質(zhì)量。
通過應(yīng)用該系統(tǒng)，企業(yè)的生產(chǎn)準備時間及換型準備時間平均縮短了15%～18%；在程序管理方面，由于程序經(jīng)驗得以充分保存，企業(yè)數(shù)控程序可重復利用率提高了30%，工藝人員程序查找時間縮短了20%～25%，因程序版本錯誤而造成加工損失的情況降低了15%～20%，生產(chǎn)文檔準備時間縮短了12%～15%……
這些改變都將為企業(yè)帶來了實際的經(jīng)濟效益，也堅定了企業(yè)的管理層完善整個DNC解決方案的決心，公司下一步也將逐步應(yīng)用新的模塊，以實現(xiàn)數(shù)控設(shè)備的在線監(jiān)測分析等功能，幫助管理層提供完善的決策輔助。
企業(yè)的未來發(fā)展和變革離不開信息技術(shù)的應(yīng)用，生產(chǎn)制造的變革也不能完全只依靠工藝或加工技術(shù)的變革，同樣需要管理手段的變革。因此，堅定信息化管理的理念，堅定真實數(shù)據(jù)導向的管理思維，將幫助我們在未來的市場競爭中獲得更有力的位置，獲得市場和客戶的認同。
網(wǎng)絡(luò)DNC系統(tǒng)是企業(yè)智能工廠的基石，企業(yè)應(yīng)利用好這塊基石，為智能制造的高速發(fā)展鋪路，為企業(yè)的高速發(fā)展鋪路。
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