DNC系統(tǒng)PPT課件

1、2021/3/91DNC系統(tǒng) 一、DNC系統(tǒng)的概述 二、DNC系統(tǒng)的組成、功能 三、DNC系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu) 四、DNC通信系統(tǒng)的物理連接 五、DNC系統(tǒng)實例 六、DNC系統(tǒng)未來發(fā)展趨勢2021/3/92一、一、概述概述1. DNC定義定義 DNC是用一臺或多臺計算是用一臺或多臺計算機(jī)，對多臺數(shù)控設(shè)備實施綜合機(jī)，對多臺數(shù)控設(shè)備實施綜合控制的一種方法，是機(jī)械制造控制的一種方法，是機(jī)械制造系統(tǒng)的一個重要發(fā)展。系統(tǒng)的一個重要發(fā)展。DNC系系統(tǒng)屬于自動化制造系統(tǒng)的一種統(tǒng)屬于自動化制造系統(tǒng)的一種模式。模式。 2021/3/932 .DNC發(fā)展過程發(fā)展過程 群控（群控（Direct Numerical Con

2、trol） 直接數(shù)字控制（直接數(shù)字控制（Direct Numerical Control），也有人稱），也有人稱它為它為“群控群控” （60s）2021/3/94分布式數(shù)控分布式數(shù)控（Distributed Numerical Control ） DNC系統(tǒng)實施分級控制，系統(tǒng)實施分級控制，CNC計算計算機(jī)直接控制生產(chǎn)機(jī)床并與機(jī)直接控制生產(chǎn)機(jī)床并與DNC系統(tǒng)主機(jī)系統(tǒng)主機(jī)進(jìn)行信息交互，進(jìn)行信息交互，DNC主機(jī)也可與其它計主機(jī)也可與其它計算機(jī)進(jìn)行信息的交互。算機(jī)進(jìn)行信息的交互。DNC系統(tǒng)配置的系統(tǒng)配置的這種發(fā)展，使這種發(fā)展，使DNC的含義由直接數(shù)控變的含義由直接數(shù)控變?yōu)榉植际綌?shù)控（為分布式數(shù)控（Di

3、stributed Numerical Control ）。（）。（70s） 2021/3/95 柔性柔性DNC（Flexible Distributed Numerical Control ） DNC系統(tǒng)不僅用計算機(jī)來管理、調(diào)系統(tǒng)不僅用計算機(jī)來管理、調(diào)度和控制多臺度和控制多臺NC機(jī)床，而且還與機(jī)床，而且還與CAD/CAPP/CAM、物料輸送和存貯、生、物料輸送和存貯、生產(chǎn)計劃與控制相結(jié)合，形成了柔性分布產(chǎn)計劃與控制相結(jié)合，形成了柔性分布式數(shù)字控制（式數(shù)字控制（Flexible Distributed Numerical Control：FDNC）系統(tǒng)。）系統(tǒng)。 （80s）2021/3/96二

4、、二、 DNC系統(tǒng)的組成、功能系統(tǒng)的組成、功能1.DNC系統(tǒng)的組成 DNC控制計算機(jī)控制計算機(jī) 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng) DNC接口接口 NC或或CNC裝置裝置 軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng) 2021/3/97 軟件系統(tǒng)包括實時多任務(wù)操作軟件系統(tǒng)包括實時多任務(wù)操作系統(tǒng)、系統(tǒng)、DNC通信軟件、通信軟件、DNC管理和管理和監(jiān)控軟件、監(jiān)控軟件、NC程序編輯軟件等。有程序編輯軟件等。有時需要數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、圖形輸入時需要數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、圖形輸入與編輯軟件、刀具軌跡模擬和與編輯軟件、刀具軌跡模擬和DNC接口管理軟件等。接口管理軟件等。2021/3/98 通通 信信 系系 統(tǒng)統(tǒng)DNC應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件設(shè)備層設(shè)備層DNC

5、接口接口NC . . . . . .DNC接口接口NC DNC接口接口NC DNC接口接口NC DNC控制計算機(jī)控制計算機(jī)NC程序庫程序庫DNC的組成的組成 2021/3/992DNC系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流 DNC接口接口CDGBAFA - 零件零件NC程序及機(jī)床號；程序及機(jī)床號；B - 對用戶的認(rèn)可信號對用戶的認(rèn)可信號;C - 零件程序零件程序;D - NC程序與控制命令程序與控制命令;E - 對設(shè)備的控制信號對設(shè)備的控制信號;F - 設(shè)備狀態(tài)反饋信號設(shè)備狀態(tài)反饋信號;G - DNC接口反饋信息。接口反饋信息。NC設(shè)備設(shè)備NC程序庫程序庫E通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)DNC控制計算機(jī)控制計算機(jī)操作

6、員或應(yīng)用程序操作員或應(yīng)用程序2021/3/9103.DNC系統(tǒng)的主要功能系統(tǒng)的主要功能 NC程序的上載與下載；程序的上載與下載； NC程序存儲與管理；程序存儲與管理；系統(tǒng)的簡單控制與調(diào)度；系統(tǒng)的簡單控制與調(diào)度；系統(tǒng)狀態(tài)信息的采集、處理和報告；系統(tǒng)狀態(tài)信息的采集、處理和報告；根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)計劃進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度與根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)計劃進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度與控制；控制；計劃、工裝（刀具、量具、夾具）計劃、工裝（刀具、量具、夾具）信息、物料數(shù)據(jù)的集成化生產(chǎn)管理。信息、物料數(shù)據(jù)的集成化生產(chǎn)管理。2021/3/911 目前多數(shù)目前多數(shù)DNC系統(tǒng)僅包括前三項功能，系統(tǒng)僅包括前三項功能，同時包括第四項功能的同時包括第四項功能的D

7、NC還不多見。還不多見。由于由于DNC系統(tǒng)的上述功能都是在系統(tǒng)的上述功能都是在DNC管管理與控制軟件（包括理與控制軟件（包括DNC接口軟件）支接口軟件）支持下完成的，因此持下完成的，因此DNC系統(tǒng)的功能實際系統(tǒng)的功能實際上也是上也是DNC管理與控制軟件應(yīng)具有的功管理與控制軟件應(yīng)具有的功能。能。2021/3/912三、三、 DNC系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu) DNC系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu) NC/CNC機(jī)床機(jī)床NC/CNC機(jī)床機(jī)床數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 通通 信信 系系 統(tǒng)統(tǒng) DNC控制計算機(jī)控制計算機(jī)2021/3/913 多級多級DNC結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 第三級第三級第二級第二級第一級第一級三級三級DNC系統(tǒng)結(jié)

8、構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1212mn2021/3/914 多級多級DNC結(jié)構(gòu)，通常為樹型結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)，通常為樹型結(jié)構(gòu)。一般來說，底部的能力主要面向應(yīng)用，一般來說，底部的能力主要面向應(yīng)用，具有專用的能力，用于完成規(guī)定的特具有專用的能力，用于完成規(guī)定的特殊任務(wù)。而頂部則具有通用的能力，殊任務(wù)。而頂部則具有通用的能力，控制與協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)?？刂婆c協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)。DNC系統(tǒng)的結(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)的規(guī)模有關(guān)，可能有二、三、構(gòu)與系統(tǒng)的規(guī)模有關(guān)，可能有二、三、四級的結(jié)構(gòu)，常用的是二、三級結(jié)構(gòu)，四級的結(jié)構(gòu)，常用的是二、三級結(jié)構(gòu)，以三級為居多。以三級為居多。 2021/3/915 最高級最高級：自動編程、系統(tǒng)管理、生產(chǎn)計劃和物：自動

9、編程、系統(tǒng)管理、生產(chǎn)計劃和物料需求計劃等項功能。料需求計劃等項功能。 中間級中間級：接收來自上一級系統(tǒng)的指令信息，也：接收來自上一級系統(tǒng)的指令信息，也可根據(jù)下一級的設(shè)備狀態(tài)，進(jìn)行任務(wù)分解和調(diào)可根據(jù)下一級的設(shè)備狀態(tài)，進(jìn)行任務(wù)分解和調(diào)度，實時地向各個設(shè)備分配加工任務(wù)及一些統(tǒng)度，實時地向各個設(shè)備分配加工任務(wù)及一些統(tǒng)計信息和系統(tǒng)狀態(tài)信息的反饋。計信息和系統(tǒng)狀態(tài)信息的反饋。 設(shè)備級設(shè)備級：一般都是機(jī)床控制單元，它接受來自：一般都是機(jī)床控制單元，它接受來自上一級的加工指令和控制信息，實現(xiàn)機(jī)床各坐上一級的加工指令和控制信息，實現(xiàn)機(jī)床各坐標(biāo)軸的運(yùn)動及有關(guān)輔助功能的協(xié)調(diào)工作。也可標(biāo)軸的運(yùn)動及有關(guān)輔助功能的協(xié)調(diào)工

10、作。也可向上一級反饋工況信息。向上一級反饋工況信息。 2021/3/916四、四、 DNC通信系統(tǒng)的物理連接通信系統(tǒng)的物理連接 采用采用RS232C或或RS422 采用采用RS-232C或或RS422連接方式實現(xiàn)起來比較方連接方式實現(xiàn)起來比較方便，成本也比較低，但也帶來以下一些問題：便，成本也比較低，但也帶來以下一些問題： （1）傳輸距離短傳輸距離短。如。如RS-232C的傳輸距離不超的傳輸距離不超過過50m，20mA電流環(huán)電流環(huán) 和和RS-422/RS-423為為1000m左右；左右； （2）傳輸不夠可靠傳輸不夠可靠。這些接口和連接電纜的抗。這些接口和連接電纜的抗干擾能力較差，而且干擾能力較

11、差，而且 其傳輸過程的檢錯功能較弱；其傳輸過程的檢錯功能較弱； （3）傳輸速率低，實時性差，響應(yīng)速度慢傳輸速率低，實時性差，響應(yīng)速度慢； 2021/3/917 （4）系統(tǒng)規(guī)模有限系統(tǒng)規(guī)模有限。由于一臺計算機(jī)不可。由于一臺計算機(jī)不可能提供很多串行接口，所能提供很多串行接口，所 連設(shè)備很有限，因連設(shè)備很有限，因此整個系統(tǒng)的規(guī)模就不可能很大；此整個系統(tǒng)的規(guī)模就不可能很大； （5）電纜費(fèi)用高，系統(tǒng)復(fù)雜性增加電纜費(fèi)用高，系統(tǒng)復(fù)雜性增加。每臺。每臺設(shè)備都需一條來自設(shè)備都需一條來自DNC機(jī)的通信電纜，因此整機(jī)的通信電纜，因此整個系統(tǒng)的電纜費(fèi)用很大，而且導(dǎo)致系統(tǒng)環(huán)境的個系統(tǒng)的電纜費(fèi)用很大，而且導(dǎo)致系統(tǒng)環(huán)境的復(fù)

12、雜性也大大增加。復(fù)雜性也大大增加。 （6）系統(tǒng)的擴(kuò)展不容易系統(tǒng)的擴(kuò)展不容易。當(dāng)系統(tǒng)需擴(kuò)充時，。當(dāng)系統(tǒng)需擴(kuò)充時，不但要修改系統(tǒng)軟件，而且也要更改硬件。不但要修改系統(tǒng)軟件，而且也要更改硬件。2021/3/918 采用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信接口采用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信接口 新一代的新一代的CNC裝置為了能裝置為了能連入到連入到DNC、FMS中設(shè)置了可中設(shè)置了可直接與網(wǎng)絡(luò)連接的專用通訊微直接與網(wǎng)絡(luò)連接的專用通訊微處理器接口，通過該接口可以處理器接口，通過該接口可以把數(shù)控設(shè)備連接在工業(yè)局域網(wǎng)把數(shù)控設(shè)備連接在工業(yè)局域網(wǎng)（LAN）中。網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議大）中。網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議大多采用多采用ISO開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模

13、型七層結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的有關(guān)協(xié)議。型七層結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的有關(guān)協(xié)議。 2021/3/919 專用網(wǎng)絡(luò)：專用網(wǎng)絡(luò)：美國美國AB公司公司DATAHIGHWAY（DH）和）和 DATAHIGHWAY PLUS網(wǎng)絡(luò)（網(wǎng)絡(luò)（DH+）。）。 MAP網(wǎng)和工業(yè)以太網(wǎng)：網(wǎng)和工業(yè)以太網(wǎng)：FANUC、Simens、AB等等 。 現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線（Field Bus） - - 結(jié)構(gòu)簡單、協(xié)議直觀；結(jié)構(gòu)簡單、協(xié)議直觀； - - 價格低廉、性能穩(wěn)定；價格低廉、性能穩(wěn)定； - - 實時性較高，抗干擾能力強(qiáng)，適用與工業(yè)現(xiàn)場通信。實時性較高，抗干擾能力強(qiáng)，適用與工業(yè)現(xiàn)場通信。2021/3/920 混合通信接口混合通信接口 混合通信接口實際

14、上就是前幾種方式的混合。例如混合通信接口實際上就是前幾種方式的混合。例如計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與RS-232C、RS422、RS485混合。混合。 RS-422RS-422 RS-232C工作站計算機(jī)工作站計算機(jī)多串口設(shè)備多串口設(shè)備CNCCNCNC或或CNCN CRS-422 RS-232CCNCDNC主計算機(jī)主計算機(jī)DNC網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接口CNC第一種連接第一種連接第二種連接第二種連接工業(yè)以太網(wǎng)工業(yè)以太網(wǎng)2021/3/921五、五、DNC系統(tǒng)實例系統(tǒng)實例 計算機(jī)計算機(jī)編程機(jī)編程機(jī)DNC控制器控制器CNC機(jī)床機(jī)床2021/3/922 良好的通信功能良好的通信功能 可以通信聯(lián)網(wǎng)最多達(dá)可以通信聯(lián)網(wǎng)最

15、多達(dá)1616臺數(shù)控設(shè)備，并可臺數(shù)控設(shè)備，并可與與4 4臺數(shù)控設(shè)臺數(shù)控設(shè) 備同時通信，速率達(dá)備同時通信，速率達(dá)89300bps89300bps；傳送方式；傳送方式多樣，可一次多樣，可一次 傳送、逐次傳送、同時傳送。傳送、逐次傳送、同時傳送。 良好數(shù)據(jù)存儲和管理功能良好數(shù)據(jù)存儲和管理功能 具有對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理功能。具有對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理功能。 調(diào)度功能調(diào)度功能 根據(jù)加工件數(shù)、交貨期，生成對每臺數(shù)控根據(jù)加工件數(shù)、交貨期，生成對每臺數(shù)控機(jī)床傳送機(jī)床傳送NC 程序的調(diào)度指令。程序的調(diào)度指令。特點：2021/3/923 生產(chǎn)計劃功能生產(chǎn)計劃功能 根據(jù)加工時間、作業(yè)時間及根據(jù)加工時間、作業(yè)時間及DNC

16、的調(diào)度指令自動生成生的調(diào)度指令自動生成生 產(chǎn)產(chǎn)計劃一覽表。計劃一覽表。 無人運(yùn)轉(zhuǎn)功能無人運(yùn)轉(zhuǎn)功能 實現(xiàn)夜間的無人操作。實現(xiàn)夜間的無人操作。2021/3/924交換機(jī)交換機(jī)Hub1DNC-1 DNC-2 WS1 WS2 WS3 WS5DNC-1 WS6DNC-2Hub2交換機(jī) WS7 WS8 WS9DNC-3DNC-2DNC-1DNC-3齒輪車間齒輪車間熱處理車間熱處理車間殼體車間殼體車間設(shè)備1設(shè)備n 設(shè)備1設(shè)備n設(shè)備1設(shè)備n設(shè)備1設(shè)備n 設(shè)備1設(shè)備n 設(shè)備1設(shè)備n WS4維修站 WS10 工具庫 WS11數(shù)據(jù)庫服務(wù)器數(shù)據(jù)庫服務(wù)器計算中心計算中心1000M1000M2021/3/925數(shù)控班組車間現(xiàn)場車間現(xiàn)場HUB或交換機(jī)或交換機(jī)智能多串口卡16路數(shù)據(jù)采集卡信號處理板NC機(jī)床NC機(jī)床16路數(shù)據(jù)采集卡信號處理板16路數(shù)據(jù)采集卡NC機(jī)床剃齒班組NC機(jī)床其它機(jī)床NC機(jī)床1000M2021/3/926六、六、DNC系統(tǒng)系統(tǒng)未來未來發(fā)展