中國南車集團戚墅堰機車車輛廠是我國鐵路干線內燃機車、貨車、大功率柴油機和鐵路配件的重要生產基地，是以制造 “ 重載高速 ” 大功率內燃機車為主體全力構筑多元化規(guī)模經營的現(xiàn)代化企業(yè)。由于產品技術含量高、工藝復雜，所以引進了大量的數(shù)控設備進行機械加工、火焰切割、管路彎制、焊接機器人等。但是，如何對上述加工過程進行有效的管理，充分發(fā)揮數(shù)控設備的優(yōu)勢成為工廠急需解決的問題。通過數(shù)控機床聯(lián)網，把工廠數(shù)控設備與控制計算機集成起來，實現(xiàn)數(shù)控設備的集中控制管理以及數(shù)控設備之間、數(shù)控設備與 CAM 工作站之間的信息交換。通過設備集成、信息集成、功能集成，逐步實現(xiàn)制造車間網絡化制造和無紙化加工。
工廠根據(jù)企業(yè)的實際情況和主流數(shù)控加工軟件的現(xiàn)狀，經過多方面調研和考察，最后選用了C－IMNET 公司的DNC機床聯(lián)網產品DNC Professional。
工廠對數(shù)控加工管理制定的目標是以數(shù)控加工管理系統(tǒng)為平臺，通過全廠DNC數(shù)控機床聯(lián)網，逐步實現(xiàn)數(shù)控加工程序管理及傳輸，數(shù)控設備和試驗設備的在線監(jiān)控，車間MES的建立。實現(xiàn)企業(yè)數(shù)控加工信息、資源的充分交流，并對之進行有效的計算機網絡化管理，真正實現(xiàn)數(shù)控加工數(shù)據(jù)共享，資源共享，實現(xiàn)在正確的時間，把正確的加工信息，以正確的方式，傳遞給正確的機床，完成正確的任務，使企業(yè)獲得高額的經濟效益回報。網絡化制造是一種高投入高風險的項目，因此不可能在短期內就能實現(xiàn)所有的預定功能，獲得全部的回報，想通過一次性解決所有問題的想法是不切實際的，因此必須是長短結合，分階段，分步驟的進行實施，不可操之過急。 1、數(shù)控加工管理規(guī)劃 通過調研，我們采用統(tǒng)一的DNC服務器（放置在計算機中心的主機房），通過工廠現(xiàn)有局域網，以車間為單位，對各個車間的數(shù)控設備進行聯(lián)網，以車間和角色進行授權，各車間只能對本車間數(shù)控加工進行管理，分廠用戶可以瀏覽分廠及下屬車間的數(shù)控加工，并可進行分廠數(shù)控加工的BOM匯總，工廠用戶可以瀏覽全廠的數(shù)控加工，并進行全廠的數(shù)控加工BOM匯總。將數(shù)控加工管理系統(tǒng)與工廠的PDM、CAPP、ERP系統(tǒng)進行集成，進行工廠數(shù)控加工有效管理，提升工廠機車車輛的數(shù)控加工能力；將制造車間的數(shù)控設備網絡化，逐步實現(xiàn)關鍵零部件的無紙化加工。
圖1 全廠網絡拓撲圖
2、車間數(shù)控機床聯(lián)網在車間現(xiàn)場進行網絡布線，根據(jù)需要在現(xiàn)場布置HUB，在每臺數(shù)控設備的電氣控制柜內安裝MOXA的單串口服務器將超五類屏蔽網線轉換為RS232、RS-485、RS-422、RS511等于數(shù)控設備連接。在車間工藝組、分廠工藝組的CAM工作站，數(shù)控設備維修人員計算機上安裝客戶端進行數(shù)控加工程序管理和數(shù)控設備在線監(jiān)控。
圖 2 具體車間的數(shù)控設備聯(lián)網示意圖 3、數(shù)控加工文檔管理CAM工藝師運用Pro/Engineer、EdgeCAM等CAM軟件生成數(shù)控加工程序，利用DNC Professional的文件夾管理器將數(shù)控加工程序及其相關信息加載到數(shù)控加工管理系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)控程序的數(shù)據(jù)庫管理，以數(shù)控程序為主線，把與數(shù)控程序相關的程序備注、刀具清單、工藝卡片、三維模型、毛坯圖、工裝圖紙等信息進行關聯(lián)管理；實行嚴格的權限管理和日志管理，不同角色的人員賦予不同的權限，并且對系統(tǒng)中的每一步操作提供詳細的日志，符合ISO9000標準，任何人對系統(tǒng)的操作都留有記錄，具有可追溯性。
圖 3 數(shù)控加工文檔管理模型 4、數(shù)控加工審批流程在系統(tǒng)DNC Professional中，啟動數(shù)控加工審批流程對數(shù)控加工代碼進行校對、審核、批準，在校對、審核、批準時利用CNCez Pro仿真軟件直接對G代碼進行實體仿真，應用CIMNedit程序編輯器進行程序編輯、比較。數(shù)控加工程序在通過數(shù)控加工審批流程后自動歸檔。只有歸檔后的數(shù)控加工程序才能傳輸?shù)綌?shù)控設備進行加工。為CAM工藝師、審批人員、管理者、操作工人提供了一個暢通的信息交流平臺，方便得進行數(shù)控加工程序的編制、修改、審核、驗證、仿真、批準、下載、上傳、備份等工作。
圖 4 數(shù)控加工審批流程 5、數(shù)控加工程序傳輸通過管理系統(tǒng)，操作工人可直接在機床的控制面板上列出該臺機床控加工的數(shù)控程序列表，選擇需加工零件的數(shù)控加工程序下載到機床，進行加工。系統(tǒng)還可根據(jù)生產需要設置加工隊列來控制加工零件的先后順序。對于重要的零部件，設置加工完成后加工程序的強制上傳，并自動進行上傳程序與原程序的比較，如有改變則提示操作工人對加工代碼進行了修改，以便及時進行處理。 對于數(shù)控機床上的加工程序、機床參數(shù)等信息可根據(jù)需要上傳到DNC服務器，DNC服務器能夠自動接收，并自動進行數(shù)控程序的命名、保存和備份。 工廠局域網內的任何計算機都可通過用戶認證后，瀏覽車間現(xiàn)場數(shù)控機床的通信、加工情況以及機床的運行狀態(tài)。 系統(tǒng)提供強大的傳輸日志，記錄每次程序參數(shù)的情況，方便及時了解車間現(xiàn)場的生產信息。每次傳輸產生成功/失敗報告，并及時向操作者反饋傳輸狀況。
通過數(shù)控機床聯(lián)網，建立工廠的數(shù)控加工管理系統(tǒng)，徹底改變了工廠原來的數(shù)控管理模式，使工廠的數(shù)控加工管理逐步系統(tǒng)化、流程化、標準化，大大提高了數(shù)控設備的通信效率。G代碼實體仿真軟件CNCez Pro解決了數(shù)控加工程序無法進行校核的問題，有效的避免了原來出現(xiàn)質量問題后推諉扯皮的現(xiàn)象。通過系統(tǒng)實施，整合了工廠數(shù)控加工的資源配置，提高了員工的工作積極性，大大提高了數(shù)控加工程序的設計速度。數(shù)控加工程序傳輸高效、準確，大大較少了數(shù)控機床的待機時間、程序的驗證時間和試切削時間，提高了產品質量，最大的發(fā)揮了經濟效益。 以工廠新開發(fā)試制的高速貨運機車為例，該產品試制的數(shù)控加工原來需要3個月才能完成，如今40天的時間便能完成，綜合工作效率提高近50%。高效率尤其表現(xiàn)在數(shù)控加工審批、數(shù)據(jù)傳輸、加工代碼調試上。 數(shù)控加工管理系統(tǒng)為以后工廠實施MES (Manufacturing Execution System)制造執(zhí)行系統(tǒng)打下堅實的基礎。通過與工廠PDM、CAPP、ERP等系統(tǒng)的集成，成為了工廠信息化建設的重要組成部分。
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