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DNC与数控仿真在教学中的应用
[导读] 阐述了应用网络DNC技术和数控仿真技术拓展实习工位，提高教学效率的方法，并给出了具体实施方案。目前职业教育、技能培训风起去涌，该
阐述了网络技术和技术拓展实习工位，提高效率的方法，并给出了具体实施方案。目前职业教育、技能培训风起去涌，该方案对于从事技能培训的机构来说，有很好的参考价值。　　一、需求分析　　实习一直采用车间与机房配套实习模式，已建立覆盖全范围的CAD/CAM局域网，设备在使用和管理上存在着一些问题。　　1.手工输入程序，增加了大量的加工准备时间　　盐城技师学院的设备全部用于实训，每一个训练课题都需要一个专门的程序，每个学生的程序都要求独立编制，练习时采用由学生手工录入再核对的方式进行操作，大量的练习时间都花在了程序输入上，大大降低了设备的利用率。而且，频繁的输入操作也导致了MDI键盘故障率升高。　　2.无法实现在线加工，高级班和技师班自动编程课题的无法开展　　高级班和技师班要求开设自动编程课题，利用CAM软件对零件进行程序编制。CAM软件生成的程序一般容量比较大，手工输入比较困难，尤其是复杂零件，程序往往会超出设备内存的容量，这就需要在线加工技术进行加工。以前一直采取单机传输的方法，缺点是在机床旁边要放一台计算机，由于车间环境恶劣，计算机损坏现象比较严重。　　3.编程训练的学生无法验证编制程序的正确性　　除了在机床上操作的学生，剩下的学生在机房或教室进行编程训练，编制的程序只能通过机床加工才能得到验证。　　二、系统调研，确定方案　　根据以上的一些存在问题，我们走访了一些企业，发现这些企业一般采用以下几种方案。　　1.每台机床配备1台计算机　　每台机床配备1台计算机，利用RS232进行单机传输，再将这些计算机进行联网管理。这样做的好处是，资金用量较小，且计算机放在机床旁边，信号质量能够得到保证。但缺点是，车间环境恶劣，不利于计算机的管理和使用，容易造成计算机的高故障率。　　2.利用多串口卡　　利用多串口卡和相应软件，由一台计算机统一管理，将RS232线连接到各机床。此方案计算机离设备距离较远(有的超过30米)，信号质量不能得到保证，同时，多串口卡采用开关方式，不能同时对几台机床进行操作，实际还是存在线路争用现象。　　3.选用软件　　使用先进的管理软件，结合现代的网络管理技术，选用RJ45与RS232转换设备，由一台性能稳定的服务器集中管理。　　为了更好的实现学校与工厂的无缝接轨，有必要使每个学生对当前先进的软件以及加工管理模式有一个全面的了解和感性接触;同时为了方便学校，使编程、操作更加连贯，提高现有机床的使用效率，解决设备少而学生不断增多的矛盾，同时更好的服务于学校的和学生考试，以及更多的为社会培养高素质的人才，因此有必要对现有设备进行现代化和信息化管理，故而采用3号方案。同时，引入加工软件(vnuc、Vericut等)，解决了学生程序验证的问题，真正达到了利用计算机扩展机床工位的目的。　　目前国内较为常见的软件有CIMCO公司的-MAX、ASCENDANT TECHNOLOGIES公司的eXtreme、北京机床研究所的JCS以及CAXA(数码大方)的CAXA网络等，通过比较这些软件的功能特点，我们选用了eXtreme软件。三、eXtreme软件的功能特点 　　1.联网控制　　将eXtreme软件安装在局域网的一台电脑上作为通信服务器，连接MOXA产的NPort 5110单串口服务器与网络交换机，然后将串口服务器放到到机床RS232口处，并连接到机床的RS232端口。使用带屏蔽的五类双绞线通信距离可达100m，超过100m可用长线驱动器扩展。该特点解决传统RS232传输距离短，抗干扰能力差的问题。　　2.联网协议　　该软件支持TCP/IP协议，只要有TCP/IP网络协议即可接入局域网，实现网络管理。　　3.通信硬件　　采用MOXA公司生产的专用串口服务器，通信速率可高达230kB,所有口同时可达115 kB。它通过网络交换机可连接多台机床，并可与服务器相连。　　4.控制数量　　每个EXtreme 服务器能同时控制多达256台机床，可实现多台机床同时传输程序，同时在线加工的需求。　　5.　　可以在机床处直接从EXtreme服务器中调用程序，机床操作人员无须操作计算机，省去了传统传输模式下的计算机与机床之间来回奔波的时间。　　6.数据的安全性　　数据传输安全可靠，数据传输后可用文件比较器验证输入文件的准确性，并可对文件的不同点加以彩色标识。　　7.权限管理　　强大的权限管理功能，通过设置不同的权限，不同的操作者所控制的机床数量和权限不同。　　8.轨迹绘图　　能够实时文件比较、文件编辑、文件轨迹绘图。　　9.易使用性　　软件的编写采用Windows Office风格，会Windows操作就会用eXtreme软件，而且软件采用开放式结构，它可以无限地同第三方软件包交互使用，如Microsoft浏览器、计划任务程序、数据库和命令等。　　10可扩展性　　设置了简单快速的扩充接口，确保了在需要时随时随地以本系统为基础进行功能升级或是规模扩展。　　11.数据管理　　可与PDM、ERP多个信息管理系统之间实现互联。　　通过对以上功能特点的分析，该软件完全能够满足我院实训的需要。　　四、系统实施及　　1.硬件配置　　(1)布线及测试　　车间原本采用桥架布线，所以只要通过桥架放入连接机房与机床的双绞线即可。完成系统布线工作后，进行每一台机床的。测试结果是全部线路均满足通信要求。　　(2)实例　　例如，1号机床的编号为C101，线号为101，通信端口为COM101，波特率为9600，数据位为7，停止位为2，校验为EVEN，流控制为XON/XOFF，代码为ISO AUTO CONNECT，PORT为R，收发目录的发件箱为C:C101OUT，收件箱为C:C101IN，远程命令名为O1111。下面是其程序格式。　　% 　　(WW GET P2222 WW);(P2222为欲远程调用的程序名，可以进行更改，因为O为FANUC系统的保留字，不能通过键盘输入，故利用eXtreme软件的字符替换功能实现用P代替O。) 　　M30 　　% 　　将线序配置好，并将参数设置正确，就可以正常地通信了。　　(3)服务器配置　　由于用于学生实习，同时该软件对服务器要求不高，只要稳定就好，所以暂时选用性能较稳定的联想电脑代用。　　2.软件配置　　(1)操作系统　　服务器端安装了WINDOWS 2000 Server，保证系统稳定性。　　(2)eXtreme软件安装和功能测试　　eXtreme软件的安装非常简单，这里不再赘述。在功能测试上，分别就以下主要功能进行了反复验证。　　◎使用一台计算机同时控制所有具备串行通信功能并被连接在网上的设备，实现加工数据的双向发送和接收; 　　◎所有被连接设备均可同时实现文件远程调用; 　　◎所有被连接的具备功能的设备同时实现远程操作; 　　◎文件的编辑、比较和文件轨迹绘图; 　　◎通过远程命令查看软件服务器指定机床的文件目录; 　　◎不同用户的使用权限设置、管理功能; 　　◎断刀点续传功能; 　　◎软件介绍的其他功能;五、实施效果 　　1.扩展了实训工位，提高了实训的水平　　通过eXtreme软件和加工软件在车间的实施后，学生拿到课题后可以直接在机房编程、，先完成的同学经过老师审核通过后即可将程序传入服务器，然后到车间机床上通过远程请求将程序传到机床上进行加工，减少了机床的待机时间和程序验证时间，其他同学同样排队进行加工，先加工的同学加工结束后可安排下课题内容继续回机房编程，这样，机床和机房一直处在交替连续的工作中，充分发挥了现有设备的使用效能，在同样的实习时间内，可以给学生更多的训练时间。90余台设备与210台计算机配套，相当于将90个工位扩展到了300个，大大节约了资源。　　可以轻松实现在线加工，为自动编程和高级工、技师技能训练提供了有力的硬件支持。　　通过机床联网，在实训中同时引入了计算机技术、通信技术和技术的内容，使学生能紧跟现代制造技术的时代步伐，提高了学生的知识水平与能力水平。　　有利于项目式法在专业中的开展，中模拟模仿企业生产过程与管理模式，使学生对所进行实训项目的目的明确，过程清晰，极大的激发了学生的学习积极性，收到了良好的效果。　　2.缓解设备压力并降低设备管理成本　　采用网络传输程序，提高了机床工作效率，延长了MDI面板的寿命，从另外一个角度来讲，还缓解了实训中设备紧缺的压力。　　所有机床系统参数及补偿数据全部通过网络在计算机中备份，一旦发生系统问题，可以迅速重设参数，恢复系统，提高了设备的自维护能力，降低了设备维护成本。　　六、结束语　　通过实施机床联网，有效的实现了机床实训工位的扩展，不过此次仅仅了eXtreme 软件程序传输的功能，在此基础上，还可实现设备的实时监控和现场，还有很多实用的功能需要我们去深入挖掘。
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&兰光创新总经理 朱铎先&一、&工业4.0&的国内外战略剖析&& & 1.德国工业4.0的概念&& & &工业4.0&概念包含了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。&& & 该战略将首先从两个方向展开：&& & 一是&智能工厂&，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现；&& & 二是&智能生产&，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。&& & 智能工厂是德国实现高度自动化生产之后，提出的新概念，它的理念优势在于推动工业生产智能化，从而实现科幻般的工业生产模式。智能化自动生产线可监控设备总和效率（Overall Equipment Effectiveness，即OEE），促使其达到最高的质量与效率，并可将停机时间降到最低。&& & 信息物理（融合）系统（Cyber-Physical System，CPS）是工业4.0的主体。&工业4.0&研究报告认为，第四次工业革命的重大技术基础是CPS。&& & 2.美国GE工业互联网概念&& & 为提升美国制造在国际上的竞争力，2008年金融危机之后，美国政府提出了&再工业化&国家战略，大力扶持美国工业发展。&& & 2009年初，美国开始调整经济发展战略，同年12月，公布《重振美国制造业框架》，2011年6月和2012年2月，相继启动《先进制造业伙伴计划 》和《先进制造业国家战略计划》，实施&再工业化&。&& & 在此情况下，通用电气（GE）2012年秋季提出了工业互联网（Industrial Internet）概念，希望通过生产设备与IT相融合，目标是通过高性能设备、低成本传感器、互联网、大数据收集及分析技术等的组合，大幅提高现有产业的效率并创造新产业。&& & 3．中国两化融合的战略&&两化深度融合的概念&& & 在两化深度融合专项行动计划中指出，总体行动目标为：面向国民经济重点领域智能制造需求，创新智能制造装备产品，提高重大成套设备及生产线系统集成水平。加快工业机器人、增材制造等先进制造技术在生产过程中应用。培育数字化车间、智能工厂，推广智能制造生产模式。主要可分为：&& & 1）推动智能制造生产模式的集成应用&& & 逐步推广重点行业数字化车间，开展智能工厂试点建设，探索全业务链综合集成的路径和方法。选择有条件的产业集聚区，开展智能制造示范试验区建设。&& & 2）推动物联网在工业领域的集成创新和应用。&& & 实施物联网发展专项，在重点行业组织开展试点示范，以传感器和传感器网络、RFID、工业大数据的应用为切入点，重点支持生产过程控制、生产环境检测、制造供应链跟踪、远程诊断管理等物联网应用，促进经济效益提升、安全生产和节能减排。&& & 由此可见，中美德三国工业信息化的共同聚焦点，在于智能工厂。&兰光创新总经理 朱铎先&一、&工业4.0&的国内外战略剖析&& & 1.德国工业4.0的概念&& & &工业4.0&概念包含了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。&& & 该战略将首先从两个方向展开：&& & 一是&智能工厂&，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现；&& & 二是&智能生产&，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。&& & 智能工厂是德国实现高度自动化生产之后，提出的新概念，它的理念优势在于推动工业生产智能化，从而实现科幻般的工业生产模式。智能化自动生产线可监控设备总和效率（Overall Equipment Effectiveness，即OEE），促使其达到最高的质量与效率，并可将停机时间降到最低。&& & 信息物理（融合）系统（Cyber-Physical System，CPS）是工业4.0的主体。&工业4.0&研究报告认为，第四次工业革命的重大技术基础是CPS。&& & 2.美国GE工业互联网概念&& & 为提升美国制造在国际上的竞争力，2008年金融危机之后，美国政府提出了&再工业化&国家战略，大力扶持美国工业发展。&& & 2009年初，美国开始调整经济发展战略，同年12月，公布《重振美国制造业框架》，2011年6月和2012年2月，相继启动《先进制造业伙伴计划 》和《先进制造业国家战略计划》，实施&再工业化&。&& & 在此情况下，通用电气（GE）2012年秋季提出了工业互联网（Industrial Internet）概念，希望通过生产设备与IT相融合，目标是通过高性能设备、低成本传感器、互联网、大数据收集及分析技术等的组合，大幅提高现有产业的效率并创造新产业。&& & 3．中国两化融合的战略&&两化深度融合的概念&& & 在两化深度融合专项行动计划中指出，总体行动目标为：面向国民经济重点领域智能制造需求，创新智能制造装备产品，提高重大成套设备及生产线系统集成水平。加快工业机器人、增材制造等先进制造技术在生产过程中应用。培育数字化车间、智能工厂，推广智能制造生产模式。主要可分为：&& & 1）推动智能制造生产模式的集成应用&& & 逐步推广重点行业数字化车间，开展智能工厂试点建设，探索全业务链综合集成的路径和方法。选择有条件的产业集聚区，开展智能制造示范试验区建设。&& & 2）推动物联网在工业领域的集成创新和应用。&& & 实施物联网发展专项，在重点行业组织开展试点示范，以传感器和传感器网络、RFID、工业大数据的应用为切入点，重点支持生产过程控制、生产环境检测、制造供应链跟踪、远程诊断管理等物联网应用，促进经济效益提升、安全生产和节能减排。&& & 由此可见，中美德三国工业信息化的共同聚焦点，在于智能工厂。&二、兰光创新打造中国特色的智能工厂&& & 1.关于兰光创新&& & 北京兰光创新科技有限公司是致力于为高端离散制造企业提供智能工厂解决方案的专业技术公司，是国内第一家为用户提供真正意义上DNC/MDC/APS/MES等智能工厂全线产品链的专业公司，并在国内有众多客户。&& & 兰光是世界两大著名品牌&&丹麦CIMCO公司和德国FAUSER 公司的全球战略合作伙伴和中国独家总代理。&& & 2.兰光智能工厂&& & 以国家两化融合为宗旨，以两化深度融合为突破口，参考德国工业4.0中的智能工厂模式及美国GE工业互联网等先进理念，结合企业实际情况，建设具有中国特色的智能工厂。构建国内领先的&设备自动化+管理信息化&的智能型工厂。&& & 兰光创新认为，智能工厂包含了六个方面：计划排产智能、生产协同智能、设备互联智能、资源管控智能、质量控制智能、决策支持智能。&& & 兰光智能工厂模块组成，分为四个层次，19个模块，如图1。&&图1 兰光智能工厂组成&& & 智能工厂的应用场景如图2。&&图2 智能工厂应用场景&& & 兰光智能工厂涉及到智能互联互通、智能计划排产、智能生产协同、智能资源管理、智能决策支持五大关键技术。&& & 1）智能的设备互联互通&& & 智能设备互联互通体现在以下几个方面：&& & *设备网络化分布式通讯：所有的顶层设备进行联网、集中控制，形成设备网络化分布式通讯。&& & *加工程序集中式管理：可以直接浏览NC、TXT、DOC、BMP、PDF、 Autocad、Solidworks、CATIA、PRO/E、UG等多种数据文件，对CATIA 、PRO/E、UG等三维图形文件能直接进行缩放、旋转、平移、剖切。程序作为数控车间最重要的技术文件，是数字化车间里面重要的一环，支持权限管理、流程管理、版本管理、信息管理等。&& & *程序虚拟化制造：在系统模拟制造过程，5轴刀位轨迹和3轴实体的动态模拟功能，将程序错误最大程度地避免在虚拟制造环境。&& & *智能化的数据采集：通过实时、准确、客观、自动的数据采集，对不同设备进行监管。&& & *生产工艺参数的实时监测、动态预警：通过工业互联网的形式对熔炼、压铸、热处理、涂装、X光机、图像识别系统等数字化设备进行采集与管理，包括采集设备基本状态、各类工艺过程数据进行实时监测、动态预警、过程记录分析等功能。&& & 2）智能的计划排产&& & 支持多种高级自动排产算法，具有按交货期、精益生产、生产周期、最优库存、同一装夹优先、已投产订单优先等多种排产方式，可最大程度地满足各类复杂的排产要求。图形化的界面使排产形象直观，通过手工拖拽就可调整计划，易于掌握和使用。&& & 3）智能化的生产协同&& & 智能化的生产协同，如图3。&&图3 智能化的生产协同&& & 4）智能化的生产资源管理&& & 包含：生产资源（物料、刀具、量具、夹具）出入库、查询、盘点、报损、并行准备、切削专家库、统计分析等功能，实现库存的精益化管理。&& & 5）智能化的决策支持&& & 提供各种直观的统计、分析报表，为相关人员决策提供帮助，包括计划制订情况、计划执行情况、质量情况、库存情况等。同时，可实现用户在手机、IPAD等移动设备上对现场生产情况、设备运行情况、质量情况的数据浏览、异常处理。&三、典型案例分享&& & 案例1：河南平原光电有限公司&& & 平原光电隶属于中国兵器工业集团，其制造加工方式为小批量、多品种，是典型的离散型加工。&& & 工厂前期实施了PDM、CAPP 、ERP、CAD系统。但数控程序、数控设备、以及生产现场的管理基本采用手工方式。数控程序的传输及管理、车间的作业计划排程、实时进度跟踪反馈、现场物料消耗、质量问题追踪、数据采集、统计等几乎采用手工方式。&& & 此项目实施内容涵盖了5个分厂的计调组、技术组、生产工段、生产保障组、检验组、管理组等车间所有班组的业务往来，从计划下达到车间加工以及成品完成的整个业务过程。涵盖了生产制造过程几乎所有的方方面面。通过实际运行规范了各项生产管理，明显提高了企业的生产效率。&& & 该系统不仅得到客户的高度平价，还顺利地通过国防科工局的部级验收，获得了与会专家的一致好评。&& & 案例2：海尔模具有限公司&& & 海尔模具的生产模式为单件生产。&& & MES上线前，其生产方式为串行作业，完全靠操作工串行准备，操作工技能要求高，工作繁杂，易出错，工作效率低，生产节拍慢。同时无系统管控，非可视化管理，由于沟通不及时，经常导致生产加工不必要的待机。&& & MES上线后，实现了程序自动修改、刀具参数自动传输、准备工作现场反馈同步展示。同时，通过协同平台进行可视化管理，通过红绿灯看板直观显示各项任务的完成情况，包括程序、刀具、电极准备的阶段信息，如程序编制完成，程序格式转换完成，刀具配送完成，电极完工、配送等信息，提高现场管理效率，并集成短信平台对任务进行催办。&& & 案例3：中信戴卡股份有限公司&& & 中信戴卡是全球最大的铝合金车轮制造企业，是中国唯一进入全球汽车零部件配套供应商100强的中国企业。&& & 2013年11月，中信戴卡实施完成了LPS系统，涵盖了熔炼、铸造、机加、表面处理等工艺环节,实现了：&& & *实时了解设备运行状态、生产型号、数量、在制品、质量状态等。&& & *对生产的整体了解由0.5小时缩减至 1分钟。&& & *对生产数据的分析由1小时缩减至5分钟。&& & *生产进度信息实时、准确地反馈给SAP系统。&& & *相比以前的人工统计，现在的数据更及时、准确。&& & 本文根据兰光创新总经理朱铎先在2015第十届中国制造业MES应用年会上的发言整理而成，未经本人确认。扫描二维码，关注更多MES资讯！CIMCO DNC宣传资料新版_图文_百度文库
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美国CIMCO公司的DNC产品是最好
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美国CIMCO公司的DNC产品目前世界上同类产品中最可靠，最成熟，最完善的产品．它在欧美占有绝大部分的市场份额．
好用好用，就不讲怎么用，等于没讲
真的吗？？？看来我们是从荷兰带来的ＰＲＥＤＡＴＯＲ　ＤＮＣ．
那里可以下一个看看？？？
用过了，是不错
是吗？都说自己好的，没有说自己有问题的，cimco好在那里，有没有刀库，和别的东西的集成啊？DNC的东西国内有很多，北京和上海和广州都有。那里有最好的东西啊。好用就可以了。
笑傲江湖 wrote:
用过了，是不错
用过，挺方便！可以模拟检查、可以编辑、可以传输。
CIMCO是丹麦的DNC软件,并不是美国的.
这是常识问题.
在开发DNC产品的国外公司中，只有CIMNET（)是纳斯达克上市的，其它的都是2至5个人的小公司。与美国CIMNET公司的DNC软件DNC Professional相比，那些DNC软件都差得远了。
兩個傢伙先去吵一架弄清楚 到底誰對...
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