中國南車集團戚墅堰機車車輛廠是我國鐵路干線內(nèi)燃機車,、貨車、大功率柴油機和鐵路配件的重要生產(chǎn)基地,，是以制造 “ 重載高速 ” 大功率內(nèi)燃機車為主體全力構(gòu)筑多元化規(guī)模經(jīng)營的現(xiàn)代化企業(yè),。由于產(chǎn)品技術(shù)含量高、工藝復(fù)雜,，所以引進了大量的數(shù)控設(shè)備進行機械加工,、火焰切割、管路彎制,、焊接機器人等,。但是，如何對上述加工過程進行有效的管理,，充分發(fā)揮數(shù)控設(shè)備的優(yōu)勢成為工廠急需解決的問題,。通過數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)，把工廠數(shù)控設(shè)備與控制計算機集成起來,，實現(xiàn)數(shù)控設(shè)備的集中控制管理以及數(shù)控設(shè)備之間,、數(shù)控設(shè)備與 CAM 工作站之間的信息交換,。通過設(shè)備集成、信息集成,、功能集成,，逐步實現(xiàn)制造車間網(wǎng)絡(luò)化制造和無紙化加工。
工廠根據(jù)企業(yè)的實際情況和主流數(shù)控加工軟件的現(xiàn)狀,，經(jīng)過多方面調(diào)研和考察,，最后選用了C－IMNET 公司的DNC機床聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品DNC Professional,。
工廠對數(shù)控加工管理制定的目標(biāo)是以數(shù)控加工管理系統(tǒng)為平臺,，通過全廠DNC數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)，逐步實現(xiàn)數(shù)控加工程序管理及傳輸,，數(shù)控設(shè)備和試驗設(shè)備的在線監(jiān)控,，車間MES的建立。實現(xiàn)企業(yè)數(shù)控加工信息,、資源的充分交流,，并對之進行有效的計算機網(wǎng)絡(luò)化管理，真正實現(xiàn)數(shù)控加工數(shù)據(jù)共享,，資源共享,，實現(xiàn)在正確的時間，把正確的加工信息,，以正確的方式,，傳遞給正確的機床，完成正確的任務(wù),，使企業(yè)獲得高額的經(jīng)濟效益回報,。網(wǎng)絡(luò)化制造是一種高投入高風(fēng)險的項目,，因此不可能在短期內(nèi)就能實現(xiàn)所有的預(yù)定功能，獲得全部的回報,，想通過一次性解決所有問題的想法是不切實際的,，因此必須是長短結(jié)合，分階段,，分步驟的進行實施,，不可操之過急。 1,、數(shù)控加工管理規(guī)劃 通過調(diào)研,，我們采用統(tǒng)一的DNC服務(wù)器（放置在計算機中心的主機房），通過工廠現(xiàn)有局域網(wǎng),，以車間為單位,，對各個車間的數(shù)控設(shè)備進行聯(lián)網(wǎng)，以車間和角色進行授權(quán),，各車間只能對本車間數(shù)控加工進行管理,，分廠用戶可以瀏覽分廠及下屬車間的數(shù)控加工，并可進行分廠數(shù)控加工的BOM匯總,，工廠用戶可以瀏覽全廠的數(shù)控加工,，并進行全廠的數(shù)控加工BOM匯總。將數(shù)控加工管理系統(tǒng)與工廠的PDM,、CAPP,、ERP系統(tǒng)進行集成，進行工廠數(shù)控加工有效管理,，提升工廠機車車輛的數(shù)控加工能力,；將制造車間的數(shù)控設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，逐步實現(xiàn)關(guān)鍵零部件的無紙化加工,。
圖1 全廠網(wǎng)絡(luò)拓撲圖
2,、車間數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)在車間現(xiàn)場進行網(wǎng)絡(luò)布線，根據(jù)需要在現(xiàn)場布置HUB,，在每臺數(shù)控設(shè)備的電氣控制柜內(nèi)安裝MOXA的單串口服務(wù)器將超五類屏蔽網(wǎng)線轉(zhuǎn)換為RS232,、RS-485、RS-422,、RS511等于數(shù)控設(shè)備連接,。在車間工藝組、分廠工藝組的CAM工作站,，數(shù)控設(shè)備維修人員計算機上安裝客戶端進行數(shù)控加工程序管理和數(shù)控設(shè)備在線監(jiān)控,。
圖 2 具體車間的數(shù)控設(shè)備聯(lián)網(wǎng)示意圖 3、數(shù)控加工文檔管理CAM工藝師運用Pro/Engineer、EdgeCAM等CAM軟件生成數(shù)控加工程序,，利用DNC Professional的文件夾管理器將數(shù)控加工程序及其相關(guān)信息加載到數(shù)控加工管理系統(tǒng),，實現(xiàn)數(shù)控程序的數(shù)據(jù)庫管理，以數(shù)控程序為主線,，把與數(shù)控程序相關(guān)的程序備注,、刀具清單、工藝卡片,、三維模型,、毛坯圖、工裝圖紙等信息進行關(guān)聯(lián)管理,；實行嚴格的權(quán)限管理和日志管理,，不同角色的人員賦予不同的權(quán)限，并且對系統(tǒng)中的每一步操作提供詳細的日志,，符合ISO9000標(biāo)準(zhǔn),，任何人對系統(tǒng)的操作都留有記錄，具有可追溯性,。
圖 3 數(shù)控加工文檔管理模型 4,、數(shù)控加工審批流程在系統(tǒng)DNC Professional中,，啟動數(shù)控加工審批流程對數(shù)控加工代碼進行校對,、審核、批準(zhǔn),，在校對,、審核、批準(zhǔn)時利用CNCez Pro仿真軟件直接對G代碼進行實體仿真,，應(yīng)用CIMNedit程序編輯器進行程序編輯,、比較。數(shù)控加工程序在通過數(shù)控加工審批流程后自動歸檔,。只有歸檔后的數(shù)控加工程序才能傳輸?shù)綌?shù)控設(shè)備進行加工,。為CAM工藝師、審批人員,、管理者,、操作工人提供了一個暢通的信息交流平臺，方便得進行數(shù)控加工程序的編制,、修改,、審核、驗證,、仿真,、批準(zhǔn)、下載,、上傳,、備份等工作,。
圖 4 數(shù)控加工審批流程 5、數(shù)控加工程序傳輸通過管理系統(tǒng),，操作工人可直接在機床的控制面板上列出該臺機床控加工的數(shù)控程序列表,，選擇需加工零件的數(shù)控加工程序下載到機床，進行加工,。系統(tǒng)還可根據(jù)生產(chǎn)需要設(shè)置加工隊列來控制加工零件的先后順序,。對于重要的零部件，設(shè)置加工完成后加工程序的強制上傳,，并自動進行上傳程序與原程序的比較,，如有改變則提示操作工人對加工代碼進行了修改，以便及時進行處理,。 對于數(shù)控機床上的加工程序,、機床參數(shù)等信息可根據(jù)需要上傳到DNC服務(wù)器，DNC服務(wù)器能夠自動接收,，并自動進行數(shù)控程序的命名,、保存和備份,。 工廠局域網(wǎng)內(nèi)的任何計算機都可通過用戶認證后,，瀏覽車間現(xiàn)場數(shù)控機床的通信、加工情況以及機床的運行狀態(tài),。 系統(tǒng)提供強大的傳輸日志,，記錄每次程序參數(shù)的情況,，方便及時了解車間現(xiàn)場的生產(chǎn)信息。每次傳輸產(chǎn)生成功/失敗報告,，并及時向操作者反饋傳輸狀況,。
通過數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)，建立工廠的數(shù)控加工管理系統(tǒng),，徹底改變了工廠原來的數(shù)控管理模式,，使工廠的數(shù)控加工管理逐步系統(tǒng)化、流程化,、標(biāo)準(zhǔn)化,，大大提高了數(shù)控設(shè)備的通信效率。G代碼實體仿真軟件CNCez Pro解決了數(shù)控加工程序無法進行校核的問題,，有效的避免了原來出現(xiàn)質(zhì)量問題后推諉扯皮的現(xiàn)象,。通過系統(tǒng)實施，整合了工廠數(shù)控加工的資源配置,，提高了員工的工作積極性,，大大提高了數(shù)控加工程序的設(shè)計速度。數(shù)控加工程序傳輸高效、準(zhǔn)確,，大大較少了數(shù)控機床的待機時間,、程序的驗證時間和試切削時間，提高了產(chǎn)品質(zhì)量,，最大的發(fā)揮了經(jīng)濟效益,。 以工廠新開發(fā)試制的高速貨運機車為例，該產(chǎn)品試制的數(shù)控加工原來需要3個月才能完成,，如今40天的時間便能完成,，綜合工作效率提高近50%。高效率尤其表現(xiàn)在數(shù)控加工審批,、數(shù)據(jù)傳輸,、加工代碼調(diào)試上。 數(shù)控加工管理系統(tǒng)為以后工廠實施MES (Manufacturing Execution System)制造執(zhí)行系統(tǒng)打下堅實的基礎(chǔ),。通過與工廠PDM,、CAPP、ERP等系統(tǒng)的集成,，成為了工廠信息化建設(shè)的重要組成部分,。
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