面临全球的竞争 ,世界各地的企业都会伺机争夺市
场

[ 3 ,6 ]

在使加工设备向高精度、

高效率和高自动化水

平发展的同时 ,更应注意其信息表示的标准化和数
字化、

信息交换的网络化、

信息处理的智能化. 作为

加工设备控制核心的数控系统 ,是底层加工信息的
处理器 ,所以没有数控设备的网络化就不可能实现
真正的网络化制造.

　网络化对数控机床的要求

数控机床是根据零件加工程序信息完成对刀

具轨迹的控制 ,从而完成对零件的加工制造 (见图

1) . 通过手工或 CAD/ CAM 将编制好的加工程序送
至数控机床 ,机床在工人的操作下加工出合格的零
件、

产生切屑等 ,同时传感器向计算机传回加工完

成、

机床工作状态等信息.

图

　零件数控加工框图

Fig. 1

Block diagram of NC machined parts

　　在传统的生产方式下 ,数控机床的加工相对封

闭 ,操作工人接受下达的加工任务和相应的加工程
序 (一般加工程序已事先送至数控机床) ,然后进行
切削加工. 机床状态、

加工过程和加工结果的信息

都不能直接反馈到有关部门 ,造成信息链的断裂.
现代制造要求高效利用世界各地的制造资源 ,快速
推出客户要求的个性化产品. 传统制造模式不能适
应这种变化 ,为此市场要求变革 ,通过网络化制造
达到这个目的. 网络化首先要求信息数字化 ,而现
代信息的通信、

存储正是以数字化信号为基础的.

现代数控机床的控制系统是计算机数控系统

(CNC) ,数控机床的加工程序、

控制信号以及测量

反馈信号都已数字化 ,所以数控机床满足网络化对
信息数字化的要求.

网络化要求信息的标准化 ,标准化应该从数据

的定义模型、

表示和处理方法以及网络交换平台等

方面进行 , 具体到数控机床上 , 就是要求 CAD/

CAM 零件模型的标准化、

零件加工程序标准化、

执

行器和传感器接口信号标准化、

数控系统软硬件平

台及通信的标准化. 由于各个机床及数控系统厂家
在长期的发展历程中 ,都形成了自己一套软硬件及

数控编程的规则和标准. 近年来由于全球化的发展
使标准化成为越来越重要的工作 ,从数控系统本身
向开放型基于 PC 体系结构的发展 ,到数控系统基
于以太网和 TCP/ IP 协议的通信标准. 不同厂家的
数控机床通过网络直接或进行少量的开发工作就

可连接在一起 ,组成网络化制造的设备层.

数控机床之间以及数控机床和控制管理设备

之间对信息传递的实时性要求较高 ,所以须充分重
视信息的生命周期 ,对数控机床的信息产生、

获取、

处理、

传输、

使用到失效的整个过程进行研究管理.

网络化制造并不是削弱机床控制系统的控制和管
理功能 ,使之成为制造系统的从属和没有头脑的机
器 ,相反它更强调系统的独立性和自律性 ,而使系
统更加健壮和稳定. 这就要求数控系统能够根据加
工环境的变化 ,调整加工参数来适应这种变化.

适应网络化制造的数控机床应该具有以下特

点 :

①数控机床的控制系统是开放体系结构的数

控系统 ;

②具有联网通信能力 ,最好通过局域网进行通

信 ;

③加工任务的表达及编程格式符合国际标准 ;
④具有远程控制功能 ,可进行异地加工 ;
⑤具有可重组能力 ,能方便地和其它机床组成

新的制造系统 ;

⑥高可靠性和自律能力.

　数控机床联网的实现方法

数控机床经过多年的发展 ,其功能越来越强 ,

但其机械结构却趋向简单化 ,使传动链缩短 ,精度
提高 ,功能主要靠数控系统实现. 目前应用的数控
系统主要有两类 ,一类是传统的数控系统 ,数控系
统采用专用的总线结构形式 ,系统对用户是封闭
的 ;另一类是基于 PC 开放体系的结构数控系统 ,如
传统数控生产厂家西门子、

FANU C 等公司 ,在传统

专用数控结构的基础上添加了 PC 外壳的数控系
统. 新兴的数控生产厂家基于 PC 结构直接开发新
的数控系统. 数控联网方式主要有 3 种 ,见图 2.

2. 1 　通过串口实现联网

一般数控系统都带有 ( RS232 ,或 RS422) 串行

通信接口 ,通过串口可实现数控加工程序和有关配
置参数的传递 ,早期的 DNC 都是通过这种形式实
现的. 监控计算机一方面通过 RS232 接口和数控系
统通信 ,实现数控程序的分配 ;另一方面通过局域
网和其他计算机通信 ,实现生产调度管理. 这种形

第 2 期

黄国庆等 :数控机床的网络化