CAN現場總線在DNC集成制造技術中的應用

過去的十幾年中，人們在對自動化機械加工車間的研究中，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化，10年來的實踐證明，FMS雖然具有運行效率高和自動化程度高等優點，但投資風險大、見效慢、可靠性較差。相對于FMS，DNC（DirectNumericalControlorDistributedNumericalContro1）是投資小、見效快、并具有較好柔性的集成制造系統，隨著計算機技術、數控技術和網絡通信等技術的發展，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）、狀態數據采集與處理（機床狀態、刀具信息等）、刀具管理、生產調度與監控、單元控制和CAD／CAPP／CAM接口等功能。在過去的研究中，DNC集成制造系統多采用串行或局域網的通信方式來實現，串行通信方式簡單但可靠性差、效率低，而局域網通信方式通信協議復雜很難滿足DNC系統對實時性的要求，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中最關鍵的技術，其通信方式取決于數控系統的通信接口和通信協議。因國外生產環境比較好，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的情況，因此，研究適合我國制造企業特色的DNC系統已成為現代制造系統發展的必然要求。

針對國內企業現有機床接接口復雜、布局分散、下層通訊復雜的特點，鑒于點對點、局域網存在的問題，本系統提出基于CAN總線通信標準，以軟插件技術為核心，實現了異構數控系統的集成。CAN作為一種工業環境中的通訊標準，更適合于場地級設備的互連，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的模塊化產品的出現，為CAN總線的應用奠定了基礎。因此CAN總線方式是一個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

該系統主要由網絡服務器、DNC主機、CAN智能模塊等部分組成，系統硬件如圖1所示。其結構為客戶機，服務器的體系結構。網絡服務器對數據庫進行管理，存放生產任務、數控程序、圖紙、工藝文件等信息，向上可與企業網或互聯網intemet聯接，實現企業內或企業間的資源共享，向下通過局域網與CAD／CAM／CAPP系統、DNC主機相連，方便的通過網絡交換各種制造信息；DNC主機上帶有網絡接口卡、CAN接口卡，是整個系統的核心，其主要任務是通過CAN接口卡與CAN智能模塊通信，實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，根據采集到的機床狀態信息進行任務的排隊管理與分配，實現通信過程的實時監控。無申請時，可進行通信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，操作簡單，可以方便的對數據庫中記錄的插入、查詢、修改、編輯等操作。

圖1DNC集成系統硬件原理機網絡拓撲結構圖

實現DNC集成的重點要解決數控機床與計算機的雙向通訊問題，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，此系統有三類典型連接方式：

第一類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。