DNC和MES技术及软件应用

2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]1DNC和MES技术及软件应用西北工业大学现代设计与集成制造教育部重点实验室何卫平2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]2一．企业信息系统分析二．DNC技术与应用三．基于激光直接标识的刀具管理系统四．MES的作用与技术发展五．MES系统中的关键问题六．西工大MES软件简介内容2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]3企业管理信息系统架构企业层车间计划管理层工装、物料等制造资源层设备层ERP刀具、物料的全寿命周期追踪与管理DNCMES可视化计划排产、基于工作流的过程管理2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]4企业信息系统分析管理系统技术系统应用拉动软件服从人技术推动人服从软件ERPMESCADCAMDNC技术系统：规范，易实施。管理系统：需要实现规范、业务流程的变化，相对实施难度大。2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]5一．企业信息系统分析二．DNC技术与应用三．基于激光直接标识的刀具管理系统四．MES的作用与技术发展五．MES系统中的关键问题六．西工大MES软件简介内容2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]6DNC技术及应用1、DNC的应用情况国外应用情况波音公司在军机分部建立的DNC系统，连接分布在不同车间中的130多台数控设备,包括加工中心、大型铣床、数控测量机。美国大约有2万多家小型飞机零部件转包制造商，60％～80％都使用了DNC系统。提高生产率15％～20％。许多航空、航天数控车间应用了DNC，用于数控程序的管理和上传、下载。初级阶段2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]7DNC技术及应用2、DNC软件功能分析编辑功能对比功能文件管理文件格式转换机床检测与实时信息反馈管理功能数据双向通讯功能普遍的应用实施中存在困难2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]8DNC技术及应用不同的数控系统可能有不同的接口：常见的通讯接口有RS232C、RS422、RS485、RS511和MAP3.0等,要实现DNC主机与数控系统的通讯必须首先解决DNC主机与这些通讯接口的接口转换问题;不同的数控系统还可能具有不同的通讯协议,常见的通讯协议有3964R、简化3964R和XON/XOFF等,针对不同的数控系统和通讯协议,须编制不同的通信软件;DNC主机与数控系统的通讯要求实时性好,能满足实时加工过程控制、实时过程数据处理的要求。3、DNC通讯的复杂性分析2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]9DNC技术及应用串行通信方法。利用数控机床提供的RS232或RS422、RS485接口,采用点对点型或星形拓扑结构,可以很容易实现串行通信。MAP通信技术。新式数控系统提供这种接口,这种局域网型的通信接口的传输速度高,在技术层面上,MAP可以说面面俱到无懈可击,但在实际开发上,复杂程度高,开发费用大,老旧机床的用此技术实现DNC几乎不可能。因此在国内这种技术几乎没有应用。现场总线技术。现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信系统。目前,在DNC中应用的现场总线主要有BitBus、CanBus、ProFiBus,现场总线技术的传输距离远,实时性好。4、DNC应用的通讯技术2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]10一．企业信息系统分析二．DNC技术与应用三．基于激光直接标识的刀具管理系统四．MES的作用与技术发展五．MES系统中的关键问题六．西工大MES软件简介内容2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]11基于激光直接标识的刀具全生命周期管理系统2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]12刀具管理的重要性国防工业数字化生产线/车间建设的需求刀具管理是车间管理的重要组成刀具的追踪与管理对减少产品质量至关重要刀具的全寿命周期管理对MES等信息系统提供准确及时的刀具状态、准备等信息2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]13现有刀具管理的现状一维条码技术实现的刀具的库存管理RFID技术主要用于库存，在现场的管理方面进行初步的应用：采用刀柄上射频标识环方法。2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]14现有刀具管理的问题刀具对象与标签分离的问题刀具加工过程中对刀、加工环节的信息追踪与采集的问题2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]15刀具管理系统简介本系统是针对目前数字化车间/生产线建设中刀具追踪与管理的需求，以及刀具标识与信息追踪方面存在的难点和问题而研发的。采用激光直接标刻技术解决了刀具与标记分离的问题；采用二维条码识别技术有效保证了各种刀具在恶劣环境因素影响下的识别可靠性和识别速度；采用识读系统、DNC与数控系统相结合的方式解决了刀具生产过程中的信息采集和追踪。实现了刀具从入库、借出、归还、对刀、加工等环节的全生命周期的追踪与管理。2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]16刀具全寿命周期管理入库借出组装装刀卸刀分解刃磨归还出库报废对刀刀具在线加工流程信息追踪系统库存生产现场加工生产现场库存直接标刻与二维条码识别二维条码识别技术基于ＤＮＣ信息采集技术二维条码识别技术数据采集识读系统对刀仪系统识读系统DNC系统识读系统刀具全生命周期管理系统2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]17刀具管理关键问题的解决1.适用的刀具对象刀具材料刀具表面形状、尺寸平面≥4×4mm²；柱面直径不小于6mm。序号刀具材料硬度（HV）1高速钢200-1200kg/mm22硬质合金500-3000kg/mm22020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]18刀具管理关键问题的解决2.刀具直接标刻激光直接标刻技术（DPM）DataMatrix条码技术2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]19刀具管理关键问题的解决打标界面操作方法2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]20刀具管理关键问题的解决标刻的刀具实例图2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]21刀具管理关键问题的解决刀具标刻工艺方法及参数高速钢、硬质合金、45#钢三种刀具材料工艺方法和参数。平面、柱面、锥面刀具形状工艺方法和参数。银灰色、棕色、黑色等颜色工艺方法和参数。不同表面粗糙度的工艺方法和参数。2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]22刀具管理关键问题的解决条码标刻对刀具的影响对刀具表面质量的影响标刻深度实验热影响区实验对刀具力学性能的影响金相组织实验疲劳寿命实验材料强度实验对刀具动平衡的影响10000转动平衡实验拉伸试验中断裂位置与条码最近的一个试件刻痕较深条码区晶相组织2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]23刀具管理关键问题的解决3.库存管理库存管理是集中管理刀具的参数以及出入库等信息，具体分为入库、借用、归还、送磨及送磨返库、出库、库存盘点等。2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]24刀具管理关键问题的解决刀具入库入库是新刀具的各项信息录入到刀具管理系统的过程，每把刀具有唯一标识编码。2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]25刀具管理关键问题的解决根据CAPP工艺卡刀具需求向车间刀库借用。刀具借用借用界面2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]26刀具管理关键问题的解决归还是指车间现场操作人员使用完所借用的刀具后把刀具送还刀具管理室。主要记录归还刀具名称以及归还时间等。刀具归还2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]27刀具管理关键问题的解决出库是指刀具报废后从企业或者车间刀库里删除相应的数据。由库房管理人员操作完成。刀具出库2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]28刀具管理关键问题的解决库存盘点是为了清点库存的刀具量，根据最低库存容量提示管理人员需要对哪种刀具做出采购计划。库存盘点2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]29刀具管理关键问题的解决跟踪管理主要是对刀具的组合、对刀、装刀等进行管理。4.跟踪管理2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]30刀具管理关键问题的解决刀具组合组合刀具过程牵涉到不同的部件及其编号，刀柄上的条码是整把组合刀具的编码信息。借用组合刀具时，只要扫描刀柄的条形码即可。2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]31刀具管理关键问题的解决对刀仪数据采集追踪系统信息采集刀具信息追踪系统数据库生成刀具补偿文件该软件的实现方法：通过与对刀仪的集成实现了刀补数据的自动采集与上传，原理图如下所示：对刀2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]32刀具管理关键问题的解决装刀:记录组合刀具与机床刀位的对应绑定关系，把组合刀具的相应参数输入机床。卸刀:过程正好相反，消除刀具与刀位的对应绑定以及刀具参数信息等。装刀/卸刀2020/4/1何卫平教授,西北工业大学，TEL:[phone]Email:[e-mail]33刀具管理关键问题的解决机床上刀具的加工状态