DNC系统

DNC系统•一、DNC系统的概述•二、DNC系统的组成、功能•三、DNC系统的控制结构•四、DNC通信系统的物理连接•五、DNC系统实例•六、DNC系统未来发展趋势一、概述1.DNC定义DNC是用一台或多台计算机，对多台数控设备实施综合控制的一种方法，是机械制造系统的一个重要发展。DNC系统属于自动化制造系统的一种模式。2.DNC发展过程群控（DirectNumericalControl）直接数字控制（DirectNumericalControl），也有人称它为“群控”（60‘s）分布式数控（DistributedNumericalControl）DNC系统实施分级控制，CNC计算机直接控制生产机床并与DNC系统主机进行信息交互，DNC主机也可与其它计算机进行信息的交互。DNC系统配置的这种发展，使DNC的含义由直接数控变为分布式数控（DistributedNumericalControl）。（70’s）柔性DNC（FlexibleDistributedNumericalControl）DNC系统不仅用计算机来管理、调度和控制多台NC机床，而且还与CAD/CAPP/CAM、物料输送和存贮、生产计划与控制相结合，形成了柔性分布式数字控制（FlexibleDistributedNumericalControl：FDNC）系统。（80‘s）二、DNC系统的组成、功能1.DNC系统的组成•DNC控制计算机•数据通信系统•DNC•NC或CNC•软件系统•软件系统包括实时多任务操作系统、DNC通信软件、DNC管理和监控软件、NC程序编辑软件等。有时需要数据库管理系统、图形输入与编辑软件、刀具轨迹模拟和DNC接口管理软件等。通信系统DNC应用软件设备层DNC接口NC......DNC接口NCDNC接口NCDNC接口NCDNC控制计算机NC程序库DNC的组成2．DNC系统中的数据流DNC接口CDGBAFA-零件NC程序及机床号；B-对用户的认可信号;C-零件程序;D-NC程序与控制命令;E-对设备的控制信号;F-设备状态反馈信号;G-DNC接口反馈信息。NC设备NC程序库E通信系统DNC控制计算机操作员或应用程序3.DNC系统的主要功能•NC程序的上载与下载；•NC程序存储与管理；•系统的简单控制与调度；•系统状态信息的采集、处理和报告；•根据生产作业计划进行生产调度与控制；•计划、工装（刀具、量具、夹具）信息、物料数据的集成化生产管理。•目前多数DNC系统仅包括前三项功能，同时包括第四项功能的DNC还不多见。由于DNC系统的上述功能都是在DNC管理与控制软件（包括DNC接口软件）支持下完成的，因此DNC系统的功能实际上也是DNC管理与控制软件应具有的功能。三、DNC系统的控制结构DNC系统的一般结构NC/CNC机床NC/CNC机床数据通信系统DNC控制计算机多级DNC结构第三级第二级第一级三级DNC系统结构1212mn多级DNC结构，通常为树型结构。一般来说，底部的能力主要面向应用，具有专用的能力，用于完成规定的特殊任务。而顶部则具有通用的能力，控制与协调整个系统。DNC系统的结构与系统的规模有关，可能有二、三、四级的结构，常用的是二、三级结构，以三级为居多。•最高级：自动编程、系统管理、生产计划和物料需求计划等项功能。•中间级：接收来自上一级系统的指令信息，也可根据下一级的设备状态，进行任务分解和调度，实时地向各个设备分配加工任务及一些统计信息和系统状态信息的反馈。•设备级：一般都是机床控制单元，它接受来自上一级的加工指令和控制信息，实现机床各坐标轴的运动及有关辅助功能的协调工作。也可向上一级反馈工况信息。四、DNC通信系统的物理连接采用RS－232C或RS422采用RS-232C或RS422连接方式实现起来比较方便，成本也比较低，但也带来以下一些问题：（1）传输距离短。如RS-232C的传输距离不超过50m，20mA电流环和RS-422/RS-423为1000m（2）传输不够可靠。这些接口和连接电缆的抗干扰能力较差，而且其传输过程的检错功能较弱；（3）传输速率低，实时性差，响应速度慢；（4）系统规模有限。由于一台计算机不可能提供很多串行接口，所连设备很有限，因（5）电缆费用高，系统复杂性增加。每台设备都需一条来自DNC机的通信电缆，因此整个系统的电缆费用很大，而且导致系统环境的（6）系统的扩展不容易。当系统需扩充时，不但要修改系统软件，而且也要更改硬件。采用计算机网络通信接口新一代的CNC装置为了能连入到DNC、FMS中设置了可直接与网络连接的专用通讯微处理器接口，通过该接口可以把数控设备连接在工业局域网（LAN）中。网络通信协议大多采用ISO开放系统互联参考模型七层结构为基础的有关协议。专用网络：美国AB公司DATA－HIGHWAY（DH）和DATA－HIGHWAYPLUS网络（DH+）。MAP网和工业以太网：FANUC、Simens、AB等。现场总线（FieldBus）-结构简单、协议直观；-价格低廉、性能稳定；-实时性较高，抗干扰能力强，适用与工业现场通信。混合通信接口混合通信接口实际上就是前几种方式的混合。例如计算机网络与RS-232C、RS422、RS485混合。RS-422RS-422RS-232C工作站计算机多串口设备CNCCNCNC或CNCNCRS-422RS-232CCNCDNC主计算机DNC网络接口CNC第一种连接第二种连接工业以太网五、DNC系统实例计算机编程机DNC控制器CNC机床•良好的通信功能可以通信联网最多达16台数控设备，并可与4台数控设备同时通信，速率达89300bps；传送方式多样，可一次传送、逐次传送、同时传送。•良好数据存储和管理功能具有对数据进行有效的管理功能。•调度功能根据加工件数、交货期，生成对每台数控机床传送NC程序的调度指令。特点：•生产计划功能根据加工时间、作业时间及DNC的调度指令自动生成生产计划一览表。•无人运转功能实现夜间的无人操作。交换机Hub1DNC-1DNC-2WS1WS2WS3WS5DNC-1WS6DNC-2Hub2交换机WS7WS8WS9DNC-3DNC-2DNC-1DNC-3齿轮车间热处理车间壳体车间设备1设备n设备1设备n设备1设备n设备1设备n设备1设备n设备1设备nWS4维修站WS10工具库WS11数据库服务器计算中心1000M1000M数控班组车间现场HUB或交换机智能多串口卡16路数据采集卡信号处理板NC机床NC机床16路数据采集卡信号处理板16路数据采集卡NC机床剃齿班组NC机床其它机床NC机床1000M六、DNC系统未来发展趋势•研究重点从通信技术转向生产管理技术；•由直接数控和分布式数控向柔性分布式数控发展；•基于标准化、通用化的DNC平台产品；•应用高速数据通信技术及现场总线；•DNC系统和INTERNET技术结合实现异地设计和异地制造。谢谢