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　　摘要：文章提出了基于DNC通讯系统的网络制造系统，设计了基于网络DNC通讯的数控机床的联网方案，提供了便捷的数控加工程序的传输工具，用案例展现了网络制造的过程，并介绍了系统的实际应用情况。

　　关键词：网络制造；DNC；数控机床；串口通信

　　随着计算机网络技术的不断发展，信息技术在先进制造技术中得到了广泛的应用，引领着现代制造业不断向“全球制造”这个理念不断完善，使企业在全球网络范围内实现信息资源共享，将设计、制造和经营管理有效地结合起来，提升企业的竞争力。DNC是一个为按要求向各台机床分配数据，并将一组数控机床与存储零件程序或机床程序的公用存储器连接起来的系统[1]。基于DNC通信的网络制造系统就是将自动化车间的最底层设备数控机床融入整个制造网络[2]，从而使产品的设计与制造无缝结合，提高企业产品的生产效率和质量，与先进的管理技术相结合，适应现代制造企业的发展需要。

　　1数控机床网络制造系统框架

　　零件数控加工的全过程是从零件的设计图纸出发，分析加工工艺、制定加工工艺路线，依据编程规则编制数控加工程序，经过仿真加工后输入到数控机床上进行校验和试切削，最终加工出的零件[3]。基于DNC通信的数控机床网络制造系统构建的软硬件平台将数控机床端与客户端（操作者）间联系起来，方便、快捷、可靠地将编制的加工程序通过网络传输到指定数控机床上完成零件的加工，并可对整个过程进行有效地监控，图1所示的是基于DNC通信的网络制造系统框架。

　　图1基于DNC通信的网络制造系统框架

　　2网络DNC通讯系统的设计方案

　　2.1总体结构方案

　　目前我国制造企业采用经济型数控机床较多，其数据传输的接口一般均为“串口”的现状，我们采用“单串口服务器”作为数控机床联入网络DNC系统的媒介接入机床局域网，对于已具备网口的数控机床可以接入机床局域网或者直接接入以太网，与企业其他先进制造技术网上共享，通过企业防火墙将企业内联网与因特网相连接，使企业实现网络制造。

　　基于DNC通讯的网络制造系统总体设计方案如图2所示，A区域为企业内部以设计及管理为主要内涵的网络制造管理系统；B区域为网络DNC通讯系统，其中B1区域为有线网络方式，稳定性和可靠性上有较大优势，但安装管理不便、施工工作量大，B2区域为无线网络方式，通过无线路由器建立一个无线局域网，在每台数控设备上安装无线AP（或无线网卡、嵌入式AP等）用来与无线路由器建立信息传递通道，这种方式安装最为简单，特别适用于车间快速组网；C区域为空间范围上企业外部的用户端，使用远程控制，实现了更大范围内的网络制造。

　　2.2系统的核心硬件及通信发生的机制

　　串口服务器是网络DNC系统实现机床通信的核心硬件，安装在数控机床上，通过RJ45接口连接以太网、通过RS-232C接口连接数控机床，无论是在本地还是远程均可以方便地在串口和网络设备中存取相关数据。串口服务器由微控制器、存储器、控制模块、通信模块等几个部分组成，核心部分是单片机（包括ARM7微处理器，内存控制器总线、中断控制器总线、外设功能的总线等部分组成），通过管脚连接模块控制外设器件连接来满足应用要求；外部存储器包括FLASH存储器（用于存储系统包括基础配置数据等重要信息，可以在线修改且掉电不丢失）和SDRAM存储器（用于给数据的存储、程序运行提供空间，掉电后数据丢失）两部分；控制模块主要包括晶体振荡器（使系统容易起振、数据传输波特率更准确）、复位电路（在系统启动时提供且在电源稳定后取消复位信号）和电源（提供为I/O供电的3.3V和为核心供电的1.8V两组电源）三部分组成；串口通信模块用于收发来源于机床的数据信息（提供硬件和软件握手协议实现异步串行通信）；网络通信模块用于收发来源于网络的数据信息，可以使用通用的RTL8039AS或RTL8139等以太网控制器实现[4]。

　　数控加工程序从DNC服务器传递与数控机床间通过串口服务器传输工作的机制，如图3所示，其主要目的就是匹配传输速度，其工作机制由两个部分组成：其一为串口服务器与DNC服务器间的传递速度匹配，根据数控加工程序的大小和实时性的要求，保证合理的数据缓冲区域，当缓冲区域内的数据小于设定值时发送请求信息，将数控加工程序文件读入缓冲区；其二为数控机床与串口服务器间的传递速度匹配，根据两者间串行传输的握手协议，保障数控机床可以正确地收发数控加工程序文件。在数控机床上传递数控加工程序实质上是通过串口服务器缓冲区不断地调用DNC服务器上的数据，通过TCP/IP可以实现DNC服务器同时与多个串口服务器连接，通过串口通信可以将数控加工程序实时准确地传递到某台数控机床上。

　　2.3系统的软件设计

　　我们以SQLServer2000为后台数据库，采用WindowsServer2003和VisualC++平台开发网络DNC通讯系统软件，包括：DNC系统配置、数控加工设备管理、数控加工程序（文件）管理、数控加工任务管理、数控加工仿真模块、网络DNC通信等6个子功能模块，其中网路DNC通信模块为核心，分为面向串口机床的通信、面向网口机床或客户机两种类型。

　　a）发送数据流程图b）接收数据流程图

　　图4通讯模块程序流程图

　　2.3.1面向串口机床的通讯软件设计