DNC系统课件.ppt

1、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、概述一、概述1. DNC1. DNC定义定义 DNCDNC是用一台或多台是用一台或多台计算机，对多台数控设备实施计算机，对多台数控设备实施综合控制的一种方法，是机械综合控制的一种方法，是机械制造系统的一个重要发展。制造系统的一个重要发展。DNCDNC系统属于自动化制造系统系统属于自动化制造系统的一种模式。的一种模式。 2 .DNC2 .DNC发展过程发展过程 群控（群控（Direct Numerical ControlDirec

2、t Numerical Control） 直接数字控制（直接数字控制（Direct Direct Numerical ControlNumerical Control），也有人），也有人称它为称它为“群控群控” ” （60s60s）分布式数控（分布式数控（Distributed Numerical Control Distributed Numerical Control ） DNCDNC系统实施分级控制，系统实施分级控制，CNCCNC计计算机直接控制生产机床并与算机直接控制生产机床并与DNCDNC系统主系统主机进行信息交互，机进行信息交互，DNCDNC主机也可与其它主机也可与其它计算机进行信

3、息的交互。计算机进行信息的交互。DNCDNC系统配置系统配置的这种发展，使的这种发展，使DNCDNC的含义由直接数控的含义由直接数控变为分布式数控（变为分布式数控（Distributed Distributed Numerical Control Numerical Control ）。（）。（70s70s） 柔性柔性DNCDNC（Flexible Flexible Distributed Numerical Distributed Numerical Control Control ） DNC DNC系统不仅用计算机来管理、系统不仅用计算机来管理、调度和控制多台调度和控制多台NCNC机床，而

4、且还与机床，而且还与CAD/CAPP/CAMCAD/CAPP/CAM、物料输送和存贮、生产、物料输送和存贮、生产计划与控制相结合，形成了柔性分布式计划与控制相结合，形成了柔性分布式数字控制（数字控制（Flexible Distributed Flexible Distributed Numerical ControlNumerical Control：FDNCFDNC）系统。）系统。 （80s80s）二、二、 DNC DNC系统的组成、功能系统的组成、功能1.DNC系统的组成 DNCDNC控制计算机控制计算机 数据通信系统数据通信系统 DNCDNC接口接口 NCNC或或CNCCNC装置装置 软

5、件系统软件系统 软件系统包括实时多任务软件系统包括实时多任务操作系统、操作系统、DNCDNC通信软件、通信软件、DNCDNC管理管理和监控软件、和监控软件、NCNC程序编辑软件等。程序编辑软件等。有时需要数据库管理系统、图形输有时需要数据库管理系统、图形输入与编辑软件、刀具轨迹模拟和入与编辑软件、刀具轨迹模拟和DNCDNC接口管理软件等。接口管理软件等。 通通 信信 系系 统统DNCDNC应用软件应用软件设备层设备层DNCDNC接口接口NC . . . . . .DNCDNC接口接口NC DNCDNC接口接口NC DNCDNC接口接口NC DNCDNC控制计算机控制计算机NCNC程序库程序库D

6、NCDNC的组成的组成 2 2DNCDNC系统中的数据流系统中的数据流 DNCDNC接口接口C CD DG GB BA AF FA - A - 零件零件NCNC程序及机床号；程序及机床号；B - B - 对用户的认可信号对用户的认可信号; ;C - C - 零件程序零件程序; ;D - NCD - NC程序与控制命令程序与控制命令; ;E - E - 对设备的控制信号对设备的控制信号; ;F - F - 设备状态反馈信号设备状态反馈信号; ;G - DNCG - DNC接口反馈信息。接口反馈信息。NCNC设备设备NCNC程序库程序库E E通信系统通信系统DNCDNC控制计算机控制计算机操作员或

7、应用程序操作员或应用程序3.DNC3.DNC系统的主要功能系统的主要功能 NCNC程序的上载与下载；程序的上载与下载； NCNC程序存储与管理；程序存储与管理；系统的简单控制与调度；系统的简单控制与调度；系统状态信息的采集、处理和报告；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根据生产作业计划进行生产调度与控制；控制；计划、工装（刀具、量具、夹具）计划、工装（刀具、量具、夹具）信息、物料数据的集成化生产管理。信息、物料数据的集成化生产管理。 目前多数目前多数DNCDNC系统仅包括前三项功能，系统仅包括前三项功能，同时包括第四项功能的同时包括第四项功能的DNCDNC还不多见。

8、由还不多见。由于于DNCDNC系统的上述功能都是在系统的上述功能都是在DNCDNC管理与管理与控制软件（包括控制软件（包括DNCDNC接口软件）支持下完接口软件）支持下完成的，因此成的，因此DNCDNC系统的功能实际上也是系统的功能实际上也是DNCDNC管理与控制软件应具有的功能。管理与控制软件应具有的功能。三、三、 DNC DNC系统的控制结构系统的控制结构 DNCDNC系统的一般结构系统的一般结构 NC/CNCNC/CNC机床机床NC/CNCNC/CNC机床机床数数 据据 通通 信信 系系 统统 DNCDNC控制计算机控制计算机 多级多级DNCDNC结构结构 第三级第三级第二级第二级第一级

9、第一级三级三级DNCDNC系统结构系统结构1212mn 多级多级DNCDNC结构，通常为树型结构，通常为树型结构。一般来说，底部的能力主要面结构。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。的能力，控制与协调整个系统。DNCDNC系统的结构与系统的规模有关，可能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、有二、三、四级的结构，常用的是二、三级结构，以三级为居多。三级结构，以三级为居多。 THANK YOUSUCCESS2022-5-21

10、可编辑 最高级最高级：自动编程、系统管理、生产计划和物：自动编程、系统管理、生产计划和物料需求计划等项功能。料需求计划等项功能。 中间级中间级：接收来自上一级系统的指令信息，也：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。计信息和系统状态信息的反馈。 设备级设备级：一般都是机床控制单元，它接受来自：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

11、有关辅助功能的协调工作。也可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。向上一级反馈工况信息。 四、四、 DNC DNC通信系统的物理连接通信系统的物理连接 采用采用RSRS232C232C或或RS422RS422 采用采用RS-232CRS-232C或或RS422RS422连接方式实现起来比较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：方便，成本也比较低，但也带来以下一些问题： （1 1）传输距离短传输距离短。如。如RS-232CRS-232C的传输距离的传输距离不超过不超过50m50m，20mA20mA电流环电流环 和和RS-422/RS-423RS-4

12、22/RS-423为为1000m1000m左右；左右； （2 2）传输不够可靠传输不够可靠。这些接口和连接电缆。这些接口和连接电缆的抗干扰能力较差，而且的抗干扰能力较差，而且 其传输过程的检错功能较弱；其传输过程的检错功能较弱； （3 3）传输速率低，实时性差，响应速度慢传输速率低，实时性差，响应速度慢； （4 4）系统规模有限系统规模有限。由于一台计算机。由于一台计算机不可能提供很多串行接口，所不可能提供很多串行接口，所 连设备很有限，连设备很有限，因此整个系统的规模就不可能很大；因此整个系统的规模就不可能很大； （5 5）电缆费用高，系统复杂性增加电缆费用高，系统复杂性增加。每台设备都需一

13、条来自每台设备都需一条来自DNCDNC机的通信电缆，因机的通信电缆，因此整个系统的电缆费用很大，而且导致系统环此整个系统的电缆费用很大，而且导致系统环境的复杂性也大大增加。境的复杂性也大大增加。 （6 6）系统的扩展不容易系统的扩展不容易。当系统需扩。当系统需扩充时，不但要修改系统软件，而且也要更改硬充时，不但要修改系统软件，而且也要更改硬件。件。 采用计算机网络通信接口采用计算机网络通信接口 新一代的新一代的CNCCNC装置为装置为了能连入到了能连入到DNCDNC、FMSFMS中设置了中设置了可直接与网络连接的专用通讯可直接与网络连接的专用通讯微处理器接口，通过该接口可微处理器接口，通过该接

14、口可以把数控设备连接在工业局域以把数控设备连接在工业局域网（网（LANLAN）中。网络通信协议大）中。网络通信协议大多采用多采用ISOISO开放系统互联参考模开放系统互联参考模型七层结构为基础的有关协议。型七层结构为基础的有关协议。 专用网络：专用网络：美国美国ABAB公司公司DATADATAHIGHWAYHIGHWAY（DHDH）和）和 DATA DATAHIGHWAY PLUSHIGHWAY PLUS网络（网络（DH+DH+）。）。 MAP MAP网和工业以太网：网和工业以太网：FANUCFANUC、SimensSimens、ABAB等等 。 现场总线（现场总线（Field BusFiel

15、d Bus） - - 结构简单、协议直观；结构简单、协议直观； - - 价格低廉、性能稳定；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。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 混合通信接口实际上就是前几种方式的混合。混合通信接口实际上就是前几种方式的混合。例如计算机网络与例如计算机网络与RS-232CRS-232C、RS422RS422、RS485RS485混合。混合。 RS-422RS-422RS-422RS-422 RS-232CRS-232C工作站计算机工作站计算机多串口设备多串口设备CNCCNCCNCCNCNCNC或或C

16、NCCNCN CN CRS-422RS-422 RS-232CRS-232CCNCCNCDNC主计算机主计算机DNCDNC网络接口网络接口CNCCNC第一种连接第一种连接第二种连接第二种连接工业以太网工业以太网五、五、DNCDNC系统实例系统实例 计算机计算机编程机编程机DNCDNC控制器控制器CNCCNC机床机床 良好的通信功能良好的通信功能 可以通信联网最多达可以通信联网最多达1616台数控设备，并可台数控设备，并可与与4 4台数控设台数控设 备同时通信，速率达备同时通信，速率达89300bps89300bps；传送方式；传送方式多样，可一次多样，可一次 传送、逐次传送、同时传送。传送、逐

17、次传送、同时传送。 良好数据存储和管理功能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。具有对数据进行有效的管理功能。 调度功能调度功能 根据加工件数、交货期，生成对每台数控根据加工件数、交货期，生成对每台数控机床传送机床传送NCNC 程序的调度指令。程序的调度指令。特点： 生产计划功能生产计划功能 根据加工时间、作业时间及根据加工时间、作业时间及DNCDNC的调度指令自动生成生的调度指令自动生成生 产产计划一览表。计划一览表。 无人运转功能无人运转功能 实现夜间的无人操作。实现夜间的无人操作。交换机交换机Hub1DNC-1DNC-2 WS1 WS2 WS3 WS5DNC-1 WS6D

18、NC-2Hub2交换机 WS7 WS8 WS9DNC-3DNC-2DNC-1DNC-3齿轮车间齿轮车间热处理车间热处理车间壳体车间壳体车间设备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n WS4维修站 WS10 工具库 WS11数据库服务器数据库服务器计算中心计算中心1000M1000M1000M1000M数控班组车间现场车间现场HUBHUB或交换机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1000M1000M六、六、DNCDNC系统未来发展趋势系统未来发展趋势 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；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、通用化的基于标准化、通用化的DNCDNC平台产品平台产品 ； 应用高速数据通信技术及现场总线应用高速数据通信技术及现场总线 ； DNCDNC系统和系统和INTERNETINTERNET技术结合实现异地设计和异地制造。技术结合实现异地设计和异地制造。 谢谢THANK YOUSUCCESS2022-5-21可编辑