摘 要：面向中小企业由多种控制系统数控机床集群构成的混合加工环境的车间，建立基于《数控机床可重构DNC通讯网络》软件的车间现场数据综合交换平台，并采用具有一定自主规划和管理功能的《车间生产管理系统》软件，可对目前国内多种生产方式利管理方式并存的数控机床集群进行优化管理。

  数控机床应用的主要模式

   随着数控机床日渐广泛的应用，企业中数控设备的类型和品种多、年代跨度大。为了能对用户的需求做出快速反应，就迫切地需要对车间的数控机床进行全面信息管理，加强生产组织，提高机床的利用率和柔性生产能力。

   多制式数控机床集群控制与管理系统全面解决了混合加工环境中，实时跟踪设备状态以及生产进度，并可用当前的准确数据对它们进行指导和处理。系统主要JCS—DNC、刀具管理系统JCS—MES三部分组成，其在生产中的组成结构如图1所示。

图1 多制式数控机床集群控制与管理系统结构图

   其中，JCS—DNC作为综合数据交换平台，不但可以覆盖不同类型的通讯接口(RS 232／422,Ethernet) ， 而且对底层设备的状态监控进行了全面解决，承担了有效联接底层 设备和上层控制计算机的桥梁作用，并且使刀具管理系统和JCS—MES紧密的结合起来。JCS—MES则注重整个生产过程的优化，它需要收集生产过程中大量的实时数据，并对实时事件及时处理。同时又与计划层和控制层保持双向通信能力，从上下两层接收相应数据并反馈处理结果和生产指令。因此，JCS—MES不同于以派工单形式为主的生产管理和辅助的物料流为特征的传统车间控制器，也不同于偏重于作业与设备调度为主的单元控制器，而是将MES作为一种生产模式，统筹考虑制造系统的计划和进度安排、追踪、监视和控制、物料流动、质量管理、设备的控制和计算机集成制造接口(CIM)等，以最终实施制造自动化。各部分间的数据流如图2。

图2 数据结构图

车间现场综合数据交换平台

   目前国内在车间生产中使用的数控设备的数控系统种类繁多，其通信接口和协议也存在较大差异。传统的DNC通讯网络系统是根据RS232串口的共同特点开发的，虽然可以完成CNC数据的双向传输功能，减少了程序传输时间，一定程度上起到减少辅助时间、提高机床利用率的作用，但是这种类型的DNC网络不能采集生产现场的机床状态和工况数据，是生产管理系统中底层设备监控的瓶颈所在。

综合数据交换平台中的数据分类

   在综合数据交换平台JCS—DNC中交换的数据可分为以下几类： (1)CNC指令类数据，如NC程序(上、下传输，删除)、刀具数据(刀具表)、GNG参数等；(2)机床状态类数据，如机床报警信息、PMC诊断、以及主轴位置、主轴转速等；(3)工况类数据，如正在执行的程序名称、正在加工的零件名称、机床开始加工时间、机床结束加工时间、当前刀具等。