CAXA数控机床网络应用研究

CAXA数控机床网络应用研究关键词：数控化、数控机床、DNC、局域网摘要：本文首先对加工型企业在数字化车间管理方面存在的诸多问题进行论述，并对此问题进行仔细分析，以CAXA网络DNC系统为平台，对如何解决企业生产所面临的问题一一提出解决办法，并对CAXA网络DNC的通讯、管理、采集、统计四大模块做了详细说明，为企业的信息化建设提供借鉴。1企业数字化面临问题及CAXA数字化制造解决方案介绍随着世界制造业中心向中国转移，中国正成为世界制造工厂，大量的企业在购进先进的数控设备，生产设备种类、数量空前增加。与大量设备的投入使用形成对比的是与这些先进设备相对应的管理手段、应用方式等软环境还存在明显的得滞后。国内制造业信息化大多是以个人工具类的单元产品起步，如CAD/CAM/CAPP等，当这些工具类的产品应用区域成熟后，开始迫切需要将这些单元产品整合以提高协同工作效率，因此要求软件供应商不是单纯的提供个人单元应用工具，而是要能够针对企业提供一套解决方案。就数字化制造方案而言，不仅仅面临离散的CAM软件、仿真验证软件等信息化类单元工具整合，还要承接上游设计/工艺/生产等部门信息，更要将原先离散使用的数控机床、数控对刀仪、数控测量仪等硬件连接整合统一管理。CAXA数字化制造解决方案将企业的设备、代码、工艺、文档、CAM、刀具全部整合起来，最终形成及软件、硬件和管理一体化解决方案。CAXA数字化制造解决方案是基于企业数控车间层面，以CAXA网络DNC系统为核心基础，将企业现有的孤立应用软件集成的整体解决方案，提供了从车间生产计划到任务分派、设备联网到数据采集、CAM编程到工具库管理以及生产统计分析等系列软、硬件和服务，以提高企业的生产效率。2数控车间面临的主要问题1、机床编程、操作人员方面1)已有程序难以共享：机床上面已经编好的程序不能传送到其他机床进行加工，一旦本机床已有零件在加工或因故停机，需要换机床加工，程序不能传送。2)机床存储空间太小：数控机床的程序存储空间有限，不利于程序保护。3)输入方法复杂：老式的传输方法，每台机器旁边都需要配置专门的计算机进行数据传送，如果有多台设备就需要很多台计算机，增加企业硬件投入的费用。而且在车间环境下布置很多计算机设备非常容易出现故障，使维修的成本增大,而且不利于6S管理.4)学习掌握困难：目前企业通常购买有多种数控设备，其控制系统也都种类繁多，对应不同的数控系统需不同的传输软件，且不同机床间通用性差，每台设备都需要专门学习。5)操作复杂：现在代码传输需由两人同时操作，或一人分别在计算机端和数控端进行连续操作才能完成6)传输距离有限：使用计算机通过串口传输只能进行NC程序传输，且传输距离在局限在15米以内。7)程序缺乏互换性：由于控制系统不一样决定程序头尾都不一样，程序本身也不能互相通用。给funac系列编的程序不能应用于simens系列，由于该问题引起的操作不便也直接导致辅助工时的增加。8)在线加工问题：多台设备的DNC加工需多台计算机，如果需要在线加工，对计算机的稳定性会有一个很高的要求，难以实现断点续传。9)代码返读：在数控操作端难以根据NC代码进行零件代码返读，需要对G代码有较深的认识才能通过代码了解加工零件的基本结构。2.管理方面问题1)设备安全：RS-232接口经常插拔，硬件容易损坏，而且如果出现故障导致机器停止使用，则会耽误生产进度，影响设备开工率2)程序难以保密：程序管理为开放式，不利于技术保密，程序代码不能很好的管理起来，时间一长就可能找错代码或找不到代码，程序代码是数控加工的必须文档，对代码的管理不善会导致程序查找困难，使用错误代码引起加工零件报废等各类问题3)管理人员增加：程序管理须专人负责，须占用人力资源，且管理工作复杂。4)版本控制：文件和代码的新老版本问题：文件和程序修改后存在不同的版本，对错误版本的文件和代码的使用可能造成批量产品的报废、生产周期的延误5)系统难以集成：不能与CAD/CAM/CAPP或ERP系统联接，现在数控车间里，加工需要的NC代码与零件图纸和工艺文件之间难以实现关联，相对独立，NC代码一般在每次加工时都重新进行编制，没有实现重复，降低了操作人员、机器设备的工作效率。3CAXA数字化制造解决方案实现目标为解决车间生产以及管理方面临的诸多问题，CAXA提出了一整套的解决方案可实现如下目标。产品/文档管理数字化——彻底解决代码版本/数据存储安全/权限控制/代码流程及可追溯性追踪等问题。数据传输网络化：彻底解决机床端代码、机床参数等数据录入/上传问题生产/加工管理数字化——生产管理人员不在逐层下发派工单、工艺单、图纸等易损易丢难统计的纸质文档信息监控采集自动化——自动采集设备/统计机床状态、生产状态系统统计分析图表化——零件生产状况统计、设备和人员日志工具管理信息化——跟踪、监视内部工具状况，提高内部管理加工编程CAM化4CAXA网络DNC模块功能介绍CAXA网络DNC系统框图1、通信模块支持多台设备的并行传输，具有多条远程操作命令，可以同时完成多台设备多条命令的并行操作，完全满足远程调用、回传、程序列表查询、自定义命名回传文件，同时还可以实现文件名映射，系统稳定可靠，能适应365*24H的工作模式，保证无故障全天24小时长年开机工作。主要功能：1)提供增加、删除、修改机床的功能。2)支持NC数控程序、数控子程序、机床参数、加工参数、坐标原点等程序的输入输出。3)提供标准的的手工发送、接收功能。4)支持机床的在线加工功能5)每台机床可分别设置接受和发送通信参数。6)支持接收文件前发送字符串。7)支持发送文件前发送字符串。8)支持发送文件后追加发送字符串。9)支持每台机床设置不同的发送/接收路径及文件扩展名。10)支持并行通信功能。11)CAXADNC系统具有开放式通讯协议。12)DNC系统能接收NC数控程序、加工模型、工艺文件、生产指令等数据，数据格式包括NC、CUT、DOC、CXP、EXB、TXT、DXF、DWG、HEL等。13)当服务器上的NC程序设置为自动传输状态，操作工人在机床端可以随时直接下载或上传NC程序，实现加工程序的远程查询和传输。14)DNC系统可同时支持多台数控机床加工程序的发送和接收，能够支持256台设备同时访问（上传/下载）服务器。15)经授权，有关人员可以在客户端将程序输入到机床。16)机床终端操作方式可采用多种形式输入，方便操作。17)对于使用较大程序加工时，DNC系统可提供在线加工模式。18)可以从程序的任意行、任意换刀处实现程序的断点续传。网络DNC系统2、管理模块管理模块为工程技术部门及车间管理部门提供一个易于部署易于使用的数据管理平台。它采用电子仓库对数据实行集中加密管理，为用户提供的权限管理、版本控制、流程管理、数据查询以及建立产品结构、机床树等功能，可以很好的解决用户对NC代码及其相关图纸和文档的安全、共享和管理问题。1)权限管理：CAXA图文档管理模块中的用户管理包括建立、删除、修改。其中每个用户的信息包括用户名称、全名、密码等信息。它由系统管理员统一管理。按照企业行政或技术职位建立一套企业适用的角色，并给各角色设立操作权限。不同的人分配不同的角色，即具有不同的权限，此即为系统的第二道安全关。2)图文档管理：产品结构树、文档树、设备树集中管理3)浏览查看：无需安装繁杂的软件，支持多种文件格式同平台浏览查看4)生命周期管理：文档的生命周期操作5)版本管理：用户编辑任务文档后，提交过程中可以加入说明。一个任务文档允许有多个版本，并在历史纪录中可附加版本说明。根据机床种类的不同，可设置各类机床的加工代码文档类型，包括创建时使用的模板、流程等。系统自动进行代码分类，并记录各个代码的修改记录、版本。6)流程管理：流程管理模块支持流程的自定义，可以实现流程多路选择和子流程的方式，不限制流程的步骤而且可以自由的设定流程的回溯功能。因此能最大程度匹配企业实际工作流程。7)数控代码的指派：工艺员选择文件后，直接选择部门、设备进行代码的指派。8)文件名映射3、采集模块采集模块主要完成以下信息的采集工作：设备开关机时间、设备加工起始/终止时间、设备待机时间、设备报警时间、报警号及报警内容、设备电流/电压曲线、主轴负荷曲线、其它关键点状态。设备信息采集方式框图采集方式采集信息网卡采集开关机、待机/加工、报警、进给/转速、负荷、坐标……传感器采集电机电流、电机电压、电机功率……表头采集电压表、电流表、功率表、转速表、频率表……PLC采集开关机、待机、加工、报警……4、统计分析模块统计分析模块对数控设备综合应用效率统计、分析、测评，完成数控设备运行状况、利用效率的统计，以丰富的表现形式展示统计图表，生成报告，达到减少非加工时间，减少辅助时间的目的，提高数控机床利用率，提高企业效率。对DNC网络内的所有数控机床生产布局图，可方便的浏览各个机床的信息，方便生成任一机床的有效加工时间统计表。也可以列表形式实时给出数控机床的动态信息。产生设备日志、机床工作曲线，生成效率统计表，如下图所示：可对指定机床不同时期的数据进行对比，也可对同班次的不同机床之间进行对比，如下图示：此外，统计模块还包含一下高级功能，如车间日历、生产日志、报警日志、自定义计算公式、自定义报表模板、报表输出、报表打印、效率分析等功能。5结论通过CAXA网络DNC系统的实施可以充分满足数控设备的程序传输、程序数据管理以及数控机床的运行状态数据的监控采集的分析管理，搭建起企业的数字化网络制造平台，具有向下与CAD/CAM/CAPP等单独工具以及向上与PDM/ERP等管理系统的集成，具有灵活、方便的扩展性。CAXA网络DNC系统成为众多生产型企业实现集中、高效、安全的信息化管理不可或缺的一部分，为企业的做大做强做出重要贡献。