闡述了應用網絡DNC技術和數控仿真技術拓展實習工位，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，該方案對于從事數控技能培訓的機構來說，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，數控設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
鹽城技師學院的數控設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，大大降低了數控設備的利用率。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，程序往往會超出數控設備內存的容量，這就需要應用DNC在線加工技術進行加工。以前一直采取單機傳輸的方法，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)調研，確定方案
根據以上的一些存在問題，我們走訪了一些企業(yè)，發(fā)現這些企業(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網管理。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。此方案計算機離數控設備距離較遠(有的超過30米)，信號質量不能得到保證，同時，多串口卡采用開關方式，不能同時對幾臺機床進行操作，實際還是存在線路爭用現象。
3.選用DNC軟件
使用先進的DNC管理軟件，結合現代的網絡管理技術，選用RJ45與RS232轉換設備，由一臺性能穩(wěn)定的服務器集中管理。
為了更好的實現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，提高現有機床的使用效率，解決數控設備少而學生不斷增多的矛盾，同時更好的服務于學校的教學和學生考試，以及更多的為社會培養(yǎng)高素質的人才，因此有必要對現有數控設備進行現代化和信息化管理，故而采用3號方案。同時，引入數控加工仿真軟件(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控機床工位的目的。
目前國內較為常見的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(數碼大方)的CAXA網絡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.聯網控制
將eXtremeDNC軟件安裝在局域網的一臺電腦上作為通信服務器，連接MOXA產的NPort 5110單串口服務器與網絡交換機，然后將串口服務器放到到機床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.聯網協議
該軟件支持TCP/IP協議，只要有TCP/IP網絡協議即可接入局域網，實現網絡管理。
3.通信硬件
采用MOXA公司生產的專用串口服務器，通信速率可高達230kB,所有口同時可達115 kB。它通過網絡交換機可連接多臺數控機床，并可與服務器相連。
4.控制數量
每個EXtremeDNC 服務器能同時控制多達256臺數控機床，可實現多臺機床同時傳輸程序，同時在線加工的需求。
5.遠程控制
可以在數控機床處直接從EXtremeDNC服務器中調用數控程序，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.數據的安全性
數據傳輸安全可靠，數據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.權限管理
強大的權限管理功能，通過設置不同的權限，不同的操作者所控制的機床數量和權限不同。
8.數控軌跡繪圖
能夠實時數控文件比較、數控文件編輯、數控文件軌跡繪圖。
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構，它可以無限地同第三方應用軟件包交互使用，如Microsoft瀏覽器、計劃任務程序、數據庫和命令等。
10可擴展性
設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)為基礎進行功能升級或是規(guī)模擴展。
11.數據管理
可與PDM、ERP多個信息管理系統(tǒng)之間實現互聯。
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。測試結果是全部線路均滿足通信要求。
(2)應用實例
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，數據位為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:DNCC101OUT，收件箱為C:DNCC101IN，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用P代替O。)
M30
%
將線序配置好，并將參數設置正確，就可以正常地通信了。
(3)服務器配置
由于用于學生實習，同時該軟件對服務器要求不高，只要穩(wěn)定就好，所以暫時選用性能較穩(wěn)定的聯想電腦代用。
2.軟件配置
(1)操作系統(tǒng)
服務器端安裝了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上的數控設備，實現加工數據的雙向發(fā)送和接收;
◎所有被連接設備均可同時實現數控文件遠程調用;
◎所有被連接的具備DNC功能的數控設備同時實現遠程DNC操作;
◎數控文件的編輯、比較和數控文件軌跡繪圖;
◎通過遠程命令查看軟件服務器指定機床的文件目錄;
◎不同用戶的使用權限設置、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.擴展了數控實訓工位，提高了數控實訓教學的水平
通過eXtremeDNC軟件和數控仿真加工軟件在數控車間的實施后，學生拿到課題后可以直接在仿真機房編程、仿真，先完成的同學經過老師審核通過后即可將程序傳入DNC服務器，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束后可安排下課題內容繼續(xù)回機房編程仿真，這樣，數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)揮了現有設備的使用效能，在同樣的實習時間內，可以給學生更多的訓練時間。90余臺數控設備與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。
通過機床聯網，在數控實訓教學中同時引入了計算機技術、通信技術和數控技術的教學內容，使學生能緊跟現代制造技術的時代步伐，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控專業(yè)教學中的開展，教學中模擬模仿企業(yè)生產過程與管理模式，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.緩解設備壓力并降低設備管理成本
采用網絡傳輸程序，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，還緩解了數控實訓教學中設備緊缺的壓力。
所有機床系統(tǒng)參數及補償數據全部通過網絡在計算機中備份，一旦發(fā)生系統(tǒng)問題，可以迅速重設參數，恢復系統(tǒng)，提高了設備的自維護能力，降低了設備維護成本。
六、結束語
通過實施數控機床聯網，有效的實現了數控機床實訓工位的擴展，不過此次僅僅應用了eXtremeDNC 軟件程序傳輸的功能，在此基礎上，還可實現數控設備的實時監(jiān)控和現場數據采集，還有很多實用的功能需要我們去深入挖掘。
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