机床联网如何通过MES实现

机床联网工程是构建设备层(数控机床)的车间级分布式控制网络，实时采集机床数据和其他生产数据，从而实现对数控程序和相关生产要素(零件图纸、加工工艺、刀架和量具清单等)的有效管理。)，同时实现机床状态的可视化显示等。这将为MES平台的有效建设打下良好的基础，因此将首先实施。随着市场竞争的加剧和企业的不断发展，信息化在企业管理中发挥着越来越重要的作用。各种信息系统软件已经在企业中得到应用和实施。其中，MES(制造执行系统)处于企业计划层和工业控制层的中间，需要具备与ERP(企业资源计划)系统和CNC系统保持双向通信的能力。为了满足企业对各制造部门生产过程实时管理的要求，我们将与合作伙伴共同构建制造执行系统，支持各生产车间的协作。公司将通过MES平台的建设，优化固化生产过程的核心流程和管理方法，实现核心制造过程的管理和传承。机床联网工程是构建设备层(数控机床)的车间级分布式控制网络，实时采集机床数据和其他生产数据，从而实现对数控程序和相关生产要素(零件图纸、加工工艺、刀架和量具清单等)的有效管理。)，同时实现机床状态的可视化显示等。这将为MES平台的有效建设打下良好的基础，因此将首先实施。机床联网工程概述机床联网工程的实施为设备层面的有效管理和控制提供了技术支持。作为底层设备的信息化，是实施数字化制造的基本手段，是公司实施数字化制造技术的基础，在公司推进的数字化工厂建设中具有举足轻重的作用。机床联网工程一般包括DNC(分布式数控网络)系统、MDC(制造数据采集)系统、NC(数控简称)程序管理系统和可视化数据显示系统四个系统。(1)核心功能DNC(分布式数控分布式控制网络)系统。DNC系统是用于生产设备和工位的智能网络管理系统。机床联网工程中使用的DNC系统，比过去传统的DNC(程序传输)赋予了更深更广的意义：它不仅可以将所有的数控加工设备联网，还可以管理自动化生产线的PLC工作中心以及其他所有的普通工位和测量工位。DNC系统采用的网络连接方案：车间内每台数控设备内部安装一台“串行联网设备”。通过每个数控设备内部的串行联网装置，将数控设备的程序传输数据流、条形码传输数据流、MDC信号反馈数据流全部汇总成一条TCP/IP协议数据传输线，再通过公司车间内部的光柜汇总到公司的内网。优点：不管数控设备之间距离远近，不管设备相距多远，都可以使用最直接的网络布线，传输稳定，适用于车间设备分散的企业。DNC服务器也可以远离车间现场。缺点：每个串口联网设备都需要配一个IP地址，浪费网络IP资源。DNC系统采用的条码应用方案：每台数控设备配备一个条码枪，操作人员在机床端用条码枪扫描条码调用程序。方法是在已有的派单上，在程序名(程序名与零件、流程等任务信息相关)旁边加上相应的条形码。

在生产过程中，设备操作人员根据实际情况用条形码扫描仪扫描条形码，扫描的命令可以通过DNC网络传输到服务器。这时，服务器会自动发送相关的程序和生产要素(零件图纸、加工工艺、刀架和量具清单等。)到现场设备。此时，操作人员只需按下设备控制系统上的“接收”按钮(例如Fanuc控制系统可以按下“读取”按钮进行接收)。MDC(制造数据收集)系统MDC系统是一套收集实时状态数据(包括设备、人员和生产任务等)的灵活方法。)在生产现场。它存储在Access、SQL或Oracle等数据库中，基于先进的精益制造管理理念，结合自身特有的计算、分析和统计方法，以报表和图表直观地反映当前或过去车间的详细制造数据和生产状态的系统。MDC系统通过向决策者提供真实的车间数据报告和图表，帮助生产部门做出科学有效的决策，改善制造过程。MDC系统解决方案的整个系统网络是基于机床联网项目的DNC和TCP/IP网络。该系统采用多种生产数据采集方式：标准条形码采集、设备PLC自动数据采集和国际标准OPC接口自动数据采集。MDC系统可以监控机床的实时工作状态(包括装夹、调试、加工、停机、闲置等。)通过实时采集的生产数据，并生成图表报表，方便计划员安排生产计划；分析生产率、工时、设备利用率、生产趋势和生产计划的执行情况等。并生成报告，帮助负责生产和设备管理的决策者回答现场制造中的许多难题，从而帮助改进和优化生产流程。

    NC程序管理系统能够实现对于数控程序编制、上传、审查、校对、批准、版本升级、覆盖和重命名、备份、加工现场调用等流程的管理。另外，系统还可以把数控程序及其说明文档进行集中管理，更好的保证了两者的同步性。可以把生产要素(零件图纸、加工工艺、刀夹量具列表等)集中管理、安全存储、部门共享、方便查阅。为车间流程无纸化管理奠定基础，消除或减少部分纸制文档管理，提高效率。

可视化数据展示

    在实现机床数据实时采集的基础上，对车间机床进行三维建模，实时三维展示机床状态。通过动态浏览该界面，用户还可以轻而易举地了解整个车间的生产状况，还能定位到指定的一台设备，查询有关这台设备的生产细节。

  车间还配置了大屏幕和触摸屏等展示设备，实时展示设备状态、机床开机率、零件完工率等。每台数控设备旁配置的触摸屏工控机，还可以作为MDC系统数据采集的补充备用手段，设备操作人员还可以利用其查询现场数据反馈的正确与否，以及用其在现场无纸化查询浏览加工作业指导书(程序、图纸、刀具清单、装夹图示等。

    (二)应用系统集成。与MES系统集成。MES(制造执行系统)作为一种业务性很强的管理系统，需要无数来自底层的数据支撑。工单、零件、工序、设备、人员等所有和现场有关的数据首先通过DNC-MDC系统的整合，采集得到真正和现场生产有关的数据，通过多种集成手段对数据进行客户化的分类汇总，最终反馈到MES中。

   在集成过程中，DNC-MDC系统将接收来自MES系统的生产任务。新的生产任务被识别时，首先在DNC-MDC系统内建立新的生产任务以及对应的零件信息和工序信息，然后以工单(工票)的形式被派发到现场，最后通过设备操作人员扫描工票上的条码来实现数控程序调用、对任务的跟踪，并实时把任务的进度反馈回MES(例如：工单实际开始、结束时间等数据)。

实施难点

    NC程序错综多样

    主体生产模式是以车间加工人员为生产中心，技术开发部为辅，几乎所有的NC程序的管理都是发生在车间现场。这就导致了在机床内部存贮有大量的NC程序。我公司的新老产品交替重叠，也致使机床内的NC程序错综多样，只有加工人员自己了解每个程序的加工内容。

    综上所述，机床联网项目所采用的管理方案是将现场设备内所有的NC程序通过DNC网络统一归档至NC程序管理系统服务器进行有效管理。为此提出了三项管理措施：1．NC程序命名必须遵守公司统一制定的NC程序命名规则。2．将NC程序的标准命名，添加到程序内部的备注中，这样当程序完成加工回传到DNC服务器进行备份、统一管理时，DNC系统将自动以该备注的标准名进行保存。3．在完成前两项措施的基础上，逐步将现场数控设备内固化的NC程序进行备份、导出。统一由NC程序管理系统进行管理、调配。

    机床项目的实施完成了以下目标：

    1．DNC系统：建立覆盖加工车间的分布式控制网络，实现NC程序的有效调用、稳定有效传输和在线加工等，实现刀补参数文件从对刀仪到机床端的有效传输。

    2．MDC系统：实现对数控机床的实时数据和其它生产类数据的有效采集，并将采集的数据以报表或统计图表的形式供决策者参考分析。同时采集的数据对以后MES平台的生产调度和管理起到有效地指导作用。

   3．NC程序管理系统：实现对NC程序的统一流程管理，并且在系统内实现NC程序与其关联生产要素文件统一管理。

   4．可视化数据展示：在实现机床数据采集的基础上，对车间机床进行三维建模，通过现场的展示大屏幕、数控设备旁的触摸屏以及相关管理人员的PC终端对设备状态、设备开机率、零件完工率等进行有效展示。

    综上所述，机床联网项目的建设，是推行数字化制造技术的基础，对数字化工厂的建设起到举足轻重的作用。