CAN現場(chǎng)總線(xiàn)在DNC集成制造技術(shù)中的應用

過(guò)去的十幾年中，人們在對自動(dòng)化機械加工車(chē)間的研究中，將大量的精力投向FMS（FlexibleManufactureSystem）。由于FMS不僅注重信息流的集成，更強調物料流的集成與自動(dòng)化，10年來(lái)的實(shí)踐證明，FMS雖然具有運行效率高和自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，但投資風(fēng)險大、見(jiàn)效慢、可靠性較差。相對于FMS，DNC（DirectNumericalControlorDistributedNumericalContro1）是投資小、見(jiàn)效快、并具有較好柔性的集成制造系統，隨著(zhù)計算機技術(shù)、數控技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )通信等技術(shù)的發(fā)展，DNC的內涵和功能也在不斷擴大。目前的DNC系統已具備制造數據傳送（NC程序上傳、NC程序校正文件下傳、刀具指令下傳等）、狀態(tài)數據采集與處理（機床狀態(tài)、刀具信息等）、刀具管理、生產(chǎn)調度與監控、單元控制和CAD／CAPP／CAM接口等功能。在過(guò)去的研究中，DNC集成制造系統多采用串行或局域網(wǎng)的通信方式來(lái)實(shí)現，串行通信方式簡(jiǎn)單但可靠性差、效率低，而局域網(wǎng)通信方式通信協(xié)議復雜很難滿(mǎn)足DNC系統對實(shí)時(shí)性的要求，因而更適合于DNC系統與上層控制計算機之間的通信。

2基于CAN總線(xiàn)的DNC集成制造系統

數控系統與上層控制計算機的集成方法是DNC中最關(guān)鍵的技術(shù)，其通信方式取決于數控系統的通信接口和通信協(xié)議。因國外生產(chǎn)環(huán)境比較好，且數控系統大都采用帶DNC通信接口的高檔數控系統，所以國外已出現一些DNC集成制造軟件，如：VisualDNC等。但這些軟件并不能適應我國企業(yè)的情況，因此，研究適合我國制造企業(yè)特色的DNC系統已成為現代制造系統發(fā)展的必然要求。

針對國內企業(yè)現有機床接接口復雜、布局分散、下層通訊復雜的特點(diǎn)，鑒于點(diǎn)對點(diǎn)、局域網(wǎng)存在的問(wèn)題，本系統提出基于CAN總線(xiàn)通信標準，以軟插件技術(shù)為核心，實(shí)現了異構數控系統的集成。CAN作為一種工業(yè)環(huán)境中的通訊標準，更適合于場(chǎng)地級設備的互連，是目前DNC底層與數控機床通訊連接的最佳選擇。目前，國內很多CAN的模塊化產(chǎn)品的出現，為CAN總線(xiàn)的應用奠定了基礎。因此CAN總線(xiàn)方式是一個(gè)較理想的異構數控系統的DNC通信方式。

3DNC集成制造系統功能模型設計

該系統主要由網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器、DNC主機、CAN智能模塊等部分組成，系統硬件如圖1所示。其結構為客戶(hù)機，服務(wù)器的體系結構。網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器對數據庫進(jìn)行管理，存放生產(chǎn)任務(wù)、數控程序、圖紙、工藝文件等信息，向上可與企業(yè)網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)intemet聯(lián)接，實(shí)現企業(yè)內或企業(yè)間的資源共享，向下通過(guò)局域網(wǎng)與CAD／CAM／CAPP系統、DNC主機相連，方便的通過(guò)網(wǎng)絡(luò )交換各種制造信息；DNC主機上帶有網(wǎng)絡(luò )接口卡、CAN接口卡，是整個(gè)系統的核心，其主要任務(wù)是通過(guò)CAN接口卡與CAN智能模塊通信，實(shí)現對數控機床的通訊控制和通訊管理，當機床申請NC程序時(shí)，根據采集到的機床狀態(tài)信息進(jìn)行任務(wù)的排隊管理與分配，實(shí)現通信過(guò)程的實(shí)時(shí)監控。無(wú)申請時(shí)，可進(jìn)行通信Et志管理或NC程序及設備管理等。DNC主機的可視化的人機交互界面，操作簡(jiǎn)單，可以方便的對數據庫中記錄的插入、查詢(xún)、修改、編輯等操作。

圖1DNC集成系統硬件原理機網(wǎng)絡(luò )拓撲結構圖

實(shí)現DNC集成的重點(diǎn)要解決數控機床與計算機的雙向通訊問(wèn)題，本系統既考慮了國內使用較多的帶RS232接口數控機床，又兼顧有MAP接口的新型機床，以各種不同的拓撲結構與Nc機床相連。其結構如圖1所示，此系統有三類(lèi)典型連接方式：

第一類(lèi)連接方式主要用于具有MAP接I=I的新型機床，由于這種機床接口符合MAP標準，因此可直接連入局域網(wǎng)。