近幾年，隨著制造業(yè)空前的發(fā)展速度與較高的發(fā)展水平，中國正在成為全球制造業(yè)中心之一。

 

　　在這一大好形勢推動(dòng)下，市場對制造業(yè)方面的技術(shù)人才尤其是掌握現(xiàn)代制造技術(shù)的人才的需求越來越大。江西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院積極貫徹國家大力發(fā)展職業(yè)教育的方針政策，近年來每年都為國家培養(yǎng)輸送數(shù)千名各類專業(yè)技術(shù)人才，機(jī)電工程系每年也要承擔(dān)近千名高職生的培養(yǎng)教育任務(wù)。

 

　　針對學(xué)習(xí)數(shù)控應(yīng)用技術(shù)專業(yè)、模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)專業(yè)人數(shù)的急劇增多，學(xué)院陸續(xù)投入巨資改善機(jī)電系的辦學(xué)條件，成立了金工實(shí)習(xí)與數(shù)控實(shí)訓(xùn)車間和CAD /CAM計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，仍不能滿足教學(xué)與實(shí)操的需要。教改研究小組將數(shù)控機(jī)床與CAD /CAM計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，充分高效地發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的潛力，增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)控機(jī)床實(shí)操能力以及數(shù)控技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用水平。

 

　　1聯(lián)網(wǎng)前已有的條件數(shù)控實(shí)訓(xùn)車間有立式數(shù)控銑鏜床、數(shù)控車床與數(shù)控線切割機(jī)床十多臺，其數(shù)控系統(tǒng)有日本FANUC系統(tǒng)、國內(nèi)的華中世紀(jì)星系統(tǒng)與廣州數(shù)控系統(tǒng)。CAD /CAM實(shí)驗(yàn)室所選用的軟件為PTC公司的Pro /E， CNC公司的M asterCAM，且CAD / CAM計(jì)算機(jī)組成了局域網(wǎng)。

 

　　2聯(lián)網(wǎng)前存在的主要問題2. 1程序傳輸效率低，設(shè)備的實(shí)訓(xùn)功效差數(shù)控實(shí)訓(xùn)車間有十多臺機(jī)床，聯(lián)網(wǎng)前對于一些程序量較少的數(shù)控加工，一直是采用*原始的手工鍵盤輸入方式，這種方法的弊病是：效率低、占用機(jī)時(shí)長且易出錯(cuò)。學(xué)生在進(jìn)行數(shù)控實(shí)習(xí)時(shí)手工輸入程序的時(shí)間可占機(jī)床開機(jī)時(shí)間一半以上，嚴(yán)重影響了數(shù)控機(jī)床的使用效能。而對于一些程序輸入量比較大的數(shù)控加工，則是通過RS232或RS422接口進(jìn)行一對一專機(jī)傳輸，即使用一臺計(jì)算機(jī)在機(jī)床邊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，該傳輸費(fèi)時(shí)、費(fèi)力。

 

　　實(shí)訓(xùn)車間即使每天實(shí)行兩班作業(yè)制度，培訓(xùn)學(xué)生的能力還是有限，面對每年逐漸增多的學(xué)生，現(xiàn)有設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了需求。

 

　　2. 2設(shè)備投資與維護(hù)成本高每臺數(shù)控機(jī)床邊都要配備一臺計(jì)算機(jī)，十多臺機(jī)床就得配備十多臺計(jì)算機(jī)。其缺點(diǎn)是：操作環(huán)境惡劣，經(jīng)常燒壞計(jì)算機(jī)的板卡，計(jì)算機(jī)后期維護(hù)困難。

 

　　2. 3現(xiàn)代先進(jìn)管理與制造模式的教學(xué)與實(shí)踐的差距CAD /CAM計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)與數(shù)控機(jī)床沒有進(jìn)行任何的連接，參加實(shí)訓(xùn)的學(xué)生是在2個(gè)完全不同的環(huán)境下來完成數(shù)控加工的編程實(shí)訓(xùn)的，效果不是很好。程序文件的管理混亂，且在頻繁地對傳輸電纜進(jìn)行插拔操作時(shí)有燒壞串口設(shè)備的潛在危險(xiǎn)，傳輸受距離的限制。

 

　　綜上所述，各弊端已嚴(yán)重影響了數(shù)控加工實(shí)習(xí)時(shí)的效率，故迫切需要尋求一種能夠解決以上問題的有效方法。

 

　　3數(shù)控教學(xué)網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)的軟硬件介紹針對以上問題，經(jīng)過多方考察研究，決定設(shè)計(jì)一套符合學(xué)院現(xiàn)有狀況的數(shù)控教學(xué)網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)，即采用局域網(wǎng)管理客戶端+網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器+機(jī)床客戶端的網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)。局域網(wǎng)CAD /CAM工作站通過TCP / IP協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器相連，數(shù)控機(jī)床機(jī)群通過RS232串口與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器所擴(kuò)展的多串口卡相連，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信息交互。軟件方面以數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)軟件作為數(shù)控教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)軟件。以實(shí)現(xiàn)數(shù)控教學(xué)與實(shí)訓(xùn)的網(wǎng)絡(luò)化管理，從而擺脫實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)兩種不同的教學(xué)運(yùn)作環(huán)境。

 

　　該數(shù)控教學(xué)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)主要包括CAD /CAM計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室、數(shù)控網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器和數(shù)控機(jī)床機(jī)群等部分組成。網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器是1臺安裝了數(shù)控網(wǎng)絡(luò)管理專用軟件的PC計(jì)算機(jī)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器通過多串口分配器、通訊電纜、兩端加光電隔離器、長線驅(qū)動(dòng)器的通訊模塊及相關(guān)硬件設(shè)備與所有聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的RS- 232通訊接口進(jìn)行連接通訊。局域網(wǎng)中多個(gè)工作站均可安裝管理客戶端窗口，訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器并與所有聯(lián)網(wǎng)數(shù)控設(shè)備進(jìn)行通訊，從而形成了一個(gè)多點(diǎn)位、立體式的數(shù)控設(shè)備通訊管理網(wǎng)絡(luò)。

 

　　網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器的工作是接受聯(lián)網(wǎng)的CAD / CAM計(jì)算機(jī)工作站（管理客戶端）或數(shù)控機(jī)床（機(jī)床客戶端）的指令調(diào)度，以實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床與工作站間信息的統(tǒng)一管理。

 

　　數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)軟件分為3層，其內(nèi)核為控制核心，負(fù)責(zé)完成多路實(shí)施調(diào)度，第2層為解釋驅(qū)動(dòng)層，負(fù)責(zé)完成對CNC描述語言的解釋并驅(qū)動(dòng)各類型數(shù)控機(jī)床的通訊接口，第3層為物理接口層，負(fù)責(zé)與各類不同數(shù)控機(jī)床的通訊接口進(jìn)行通訊。3層相互協(xié)作，使CNC控制主機(jī)不僅可以連接并同時(shí)驅(qū)動(dòng)多臺、多種類型數(shù)控機(jī)床的通訊服務(wù)，而且CNC控制主機(jī)還可以同時(shí)響應(yīng)多個(gè)不同類型數(shù)控機(jī)床的DNC請求。

 

　　4數(shù)控教學(xué)網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)的主要功能學(xué)院數(shù)控實(shí)訓(xùn)車間經(jīng)過上述技術(shù)整改后，通過一段時(shí)間的摸索運(yùn)行和實(shí)踐操作，證明現(xiàn)有的數(shù)控教學(xué)網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢，不但提高了數(shù)控實(shí)訓(xùn)車間的設(shè)備利用率，而且擴(kuò)展了許多教學(xué)功能。具體表現(xiàn)如下：（1）對具有DNC功能的數(shù)控系統(tǒng)，可以在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)多臺機(jī)床同時(shí)加工；（2）每臺數(shù)控機(jī)床均可訪問或下載本機(jī)床目錄和公共目錄下的NC程序；（3）徹底擺脫手工輸入程序和單機(jī)輸入程序的局面，實(shí)現(xiàn)長距離自動(dòng)程序傳輸；（4）操作簡單，無需借助其他設(shè)備或編程員的幫助，操作者在機(jī)床的操作面板上輸入相應(yīng)指令，就可以上傳或下載零件加工程序；（5）可并行傳輸程序，即一臺網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器可以同時(shí)面向多臺數(shù)控機(jī)床進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；（6）傳輸可靠性高。利用專用軟件具有的數(shù)據(jù)校驗(yàn)功能，如有錯(cuò)誤立即報(bào)警。軟件同時(shí)具有上傳和下載文件的檢查功能，每個(gè)文件上傳后均可返回一個(gè)檢查文件，確保數(shù)據(jù)的安全；（7）借助軟件的傳輸日志功能，可查看數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜掌?、時(shí)間、文件名以及上傳還是下載等內(nèi)容，用以記錄操作者的操作過程及出錯(cuò)信息；（8）通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器自動(dòng)地把CAD /CAM計(jì)算機(jī)工作站（管理客戶端）上的程序長文件名轉(zhuǎn)換成數(shù)控機(jī)床可接受的程序號，實(shí)現(xiàn)文件名與程序號的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，徹底改變了程序號對NC程序管理的束縛；（9）數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)數(shù)量不受限制；（10）網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器24 h工作，隨時(shí)對網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)控機(jī)床實(shí)施管理及數(shù)據(jù)通信。

 

　　5教學(xué)網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)實(shí)施后效果數(shù)控教學(xué)效率得到了極大提高，程序傳輸和程序管理方面都有了明顯改善，實(shí)習(xí)車間實(shí)訓(xùn)學(xué)生排隊(duì)輸程序的現(xiàn)象沒有了，徹底擺脫了頻繁地對傳輸電纜進(jìn)行插拔操作。

 

　　沒有建設(shè)數(shù)控教學(xué)網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)前，數(shù)控程序基本處于初級管理狀態(tài)。建設(shè)后，依賴于專用網(wǎng)絡(luò)管理軟件的功能，所有編制好的程序均放在對應(yīng)于每臺機(jī)床的目錄下，每個(gè)程序按照零件圖號編制名字，不會發(fā)生重名現(xiàn)象。參加實(shí)訓(xùn)的學(xué)生很快都能夠熟練運(yùn)用該數(shù)控網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，隨時(shí)通過指令了解網(wǎng)絡(luò)上的程序并下載使用。在以前相同的時(shí)間里能夠做更多的編程訓(xùn)練，使同學(xué)們的動(dòng)手編程的能力上了一個(gè)新的臺階。

 

　　聯(lián)網(wǎng)前后對比，有下面幾點(diǎn)明顯的改變：（1）縮短傳輸程序的時(shí)間，也就是節(jié)約了昂貴的數(shù)控機(jī)床機(jī)時(shí)費(fèi)用。操作者勞動(dòng)強(qiáng)度減低，只需在機(jī)床面板輸入簡單指令就可完成程序傳輸。準(zhǔn)確性高，零件程序重復(fù)使用時(shí)即使重新傳輸也可以保證絕對正確。易于修改，首次使用的程序如果在現(xiàn)場進(jìn)行了修改，那么上傳后就可供下次調(diào)用；（2）能滿足數(shù)控教學(xué)的需要，充分而有效地發(fā)揮了現(xiàn)有設(shè)備的功效；（3）責(zé)任清楚，一旦出現(xiàn)問題，很容易分析出是編程原因還是操作原因；（4）管理實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一化、網(wǎng)絡(luò)化，使學(xué)生初步掌握了現(xiàn)代先進(jìn)管理與制造模式，為將來打下了一個(gè)好的基礎(chǔ)。

 

　　自去年項(xiàng)目完工以來，該系統(tǒng)運(yùn)行一直很穩(wěn)定。該管理系統(tǒng)是基于RS - 232串口通信技術(shù)而建立的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，目前國內(nèi)企業(yè)有許多使用帶普通RS- 232或RS- 422串口的數(shù)控機(jī)床和用微機(jī)改造的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，因此上述方案在現(xiàn)代制造企業(yè)的應(yīng)用效益將是十分顯著，是一種符合國情的、切實(shí)可行的技改解決方案。