豪頓華工程有限公司是由英國(guó)豪頓集團(tuán)控股的生產(chǎn)大型風(fēng)機(jī)、回轉(zhuǎn)再生式空氣預(yù)熱器的中外合資企業(yè)。年產(chǎn)100臺(tái)風(fēng)機(jī)、24臺(tái)空氣預(yù)熱器，產(chǎn)值2億多元人民幣。豪頓集團(tuán)已有140多年生產(chǎn)風(fēng)機(jī)的歷史，在國(guó)際上享有很高的聲譽(yù)。豪頓華工程有限公司作為豪頓集團(tuán)成員之一，擁有先進(jìn)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，并于1998年11月獲得了由勞氏質(zhì)量認(rèn)證服務(wù)頒發(fā)的ISO9002質(zhì)量認(rèn)證證書。產(chǎn)品不僅暢銷國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，還有40%的產(chǎn)品出口到國(guó)外。

一、公司面臨的挑戰(zhàn)

隨著企業(yè)的快速發(fā)展，車間信息化現(xiàn)狀成為企業(yè)發(fā)展的瓶頸。

1)  加工代碼由編程員在編程室編制，編制完成后通過(guò)CF卡或磁盤將程序拷貝到機(jī)床里或通過(guò)計(jì)算機(jī)傳輸?shù)綑C(jī)床，這種方式占用人力，又耽誤加工，而且還容易出錯(cuò)，造成設(shè)備的利用率不高。

2)  數(shù)控設(shè)備類型多，有加工中心、數(shù)控車床、數(shù)控銑等；數(shù)控控制系統(tǒng)也多，有FANUC、HEIDENHAIN等，但各系統(tǒng)互不通用，編制的加工程序不能互換。

3)  使用現(xiàn)場(chǎng)RS232連接方式，線路距離有限制，如果用筆記本來(lái)傳輸程序，粉塵、油污對(duì)計(jì)算機(jī)性能有影響，也不符合標(biāo)準(zhǔn)化管理要求。

4)  如果RS-232口受經(jīng)常插拔的影響，會(huì)導(dǎo)致傳輸過(guò)程受干擾丟包及串口故障，結(jié)果導(dǎo)致錯(cuò)誤代碼加工出廢品，一旦硬件接口被損壞，不僅維修代價(jià)昂貴，更重要的是會(huì)耽誤寶貴的生產(chǎn)時(shí)間。

 二、攜手CAXA全面實(shí)施網(wǎng)絡(luò)DNC項(xiàng)目

1.網(wǎng)絡(luò)DNC選型

鑒于公司的現(xiàn)狀和具體需求，豪頓華公司在DNC軟件的選型過(guò)程中考慮了以下原則：

1、選擇能為制造業(yè)企業(yè)提供全面信息化解決方案和擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的供應(yīng)商，并且具有較強(qiáng)的服務(wù)能力和實(shí)施經(jīng)驗(yàn)。因?yàn)檫x擇一個(gè)供應(yīng)商不光是要完成當(dāng)前的項(xiàng)目更要能提供長(zhǎng)期深層次的服務(wù)和技術(shù)支持。

2、選擇經(jīng)過(guò)市場(chǎng)千錘百煉，有較高本地市場(chǎng)占有率并得到用戶認(rèn)可的成熟軟件。

3、選擇供貨周期能得到保障并不存在安全隱患的配套硬件。

4、選擇能提供本地化、專業(yè)化、個(gè)性化服務(wù)的廠商。

為了公司的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，公司領(lǐng)導(dǎo)制定了具有前瞻性的發(fā)展戰(zhàn)略，決定攜手CAXA,全面實(shí)施CAXA 網(wǎng)略DNC項(xiàng)目，搭建數(shù)字化車間。CAXA作為中國(guó)領(lǐng)先的PLM方案和服務(wù)提供商，專為制造業(yè)企業(yè)提供從設(shè)計(jì)到制造信息化解決方案并擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，其完善的產(chǎn)品方案、豐富的網(wǎng)絡(luò)DNC實(shí)施經(jīng)驗(yàn)以及強(qiáng)大的實(shí)施服務(wù)能力，贏得了豪頓華公司的認(rèn)可。CAXA公司進(jìn)行了前期需求訪談，與公司項(xiàng)目人員溝通交流，針對(duì)威海豪頓華工程有限公司現(xiàn)階段及未來(lái)的發(fā)展需要，CAXA提出首先以CAXA網(wǎng)絡(luò)DNC為平臺(tái)，解決數(shù)控機(jī)床通信問(wèn)題，為車間搭建數(shù)字化制造平臺(tái)，進(jìn)而可與企業(yè)現(xiàn)有工藝管理信息系統(tǒng)集成，形成全廠級(jí)暢通的協(xié)同工作，提高工作效能。

2.全面實(shí)施網(wǎng)絡(luò)DNC項(xiàng)目

針對(duì)豪頓華公司現(xiàn)狀，結(jié)合實(shí)際情況，我們提出依托現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為支撐，建設(shè)數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)DNC系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)所有數(shù)控設(shè)備的程序可靠傳輸。搭建企業(yè)網(wǎng)絡(luò)DNC平臺(tái)，還要做到與豪頓華公司現(xiàn)有或未來(lái)管理信息系統(tǒng)進(jìn)行集成，因此，系統(tǒng)還要有靈活、方便的擴(kuò)展性，應(yīng)和其他系統(tǒng)兼容。

 2.1 通信接入方式

CAXA可以提供以下機(jī)床接入方式，分別是多串口卡接入，多串口服務(wù)器接入，有線局域網(wǎng)接入，無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)接入，超遠(yuǎn)程無(wú)線接入，電力接入及混合接入方式等。

2.1.1接入方式的特點(diǎn)

考慮到豪頓華車間實(shí)際布局及機(jī)床接口情況，都具備RS232口，采用無(wú)線方式接入。

每臺(tái)數(shù)控機(jī)床前放置一臺(tái)微縮型智能終端，它具有獨(dú)立的IP地址，并具有RS232功能，能夠按照一定的協(xié)議和數(shù)控機(jī)床及網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，這樣可以將RS232線路縮短到最短。另一方面，由于服務(wù)器不直接和數(shù)控機(jī)床的RS232接口通信，而是以10/100M的速度與各終端微縮計(jì)算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，因此單臺(tái)服務(wù)器可控制的機(jī)床數(shù)量將比單純的多串口通信大的多。這個(gè)微縮計(jì)算機(jī)我們稱它為微型智能終端，它內(nèi)部具有獨(dú)立的CPU和內(nèi)存，外部具有兩個(gè)接口：以太網(wǎng)絡(luò)的RJ45接口和RS232接口，如下圖。

 
智能終端與接口

每臺(tái)機(jī)床使用一個(gè)智能終端，這樣相當(dāng)于每臺(tái)機(jī)床具有一個(gè)獨(dú)立的IP地址。真正做到將機(jī)床聯(lián)機(jī)到以太網(wǎng)絡(luò)中，布線時(shí)不需要布置成本昂貴的串口線路，只要布置通用以太網(wǎng)就可以。

另外，此種通信方式真正做到將串口線路縮短到最短，增強(qiáng)了串口通信的穩(wěn)定性。當(dāng)一臺(tái)智能終端發(fā)生故障，只影響一臺(tái)數(shù)控設(shè)備，其它設(shè)備不受影響。并且計(jì)算機(jī)服務(wù)器的并行處理能力大大提高。

2.1.2網(wǎng)絡(luò)DNC接入示意圖

豪頓華公司9臺(tái)機(jī)床接入示意圖如下：

CAXA網(wǎng)絡(luò)DNC中使用的核心設(shè)備——串口服務(wù)器（又名智能終端），其實(shí)就是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的微型嵌入式計(jì)算機(jī)，這是一種在安全上非常敏感的網(wǎng)絡(luò)硬件，僅有香煙盒大小。CAXA推薦國(guó)內(nèi)軍工企業(yè)在實(shí)施網(wǎng)絡(luò)DNC系統(tǒng)時(shí)使用國(guó)內(nèi)制造的智能終端，它是中國(guó)電信網(wǎng)絡(luò)控制中大量使用的信得過(guò)產(chǎn)品。其產(chǎn)品內(nèi)核系統(tǒng)為L(zhǎng)inux，應(yīng)用部分軟件由CAXA編寫，硬件內(nèi)的全部源碼為CAXA掌握。另外因在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)制造，可為用戶提供非?？煽康陌踩Ｕ?。

2.2 通信方案
1）采用非虛擬串口方式，而使用計(jì)算機(jī)端通信軟件直接和以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議用10-100兆速度串口服務(wù)器通信的方式，在傳輸過(guò)程中數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定快捷，準(zhǔn)確無(wú)誤，具有多重校驗(yàn)機(jī)制。

2）采用一套DNC系統(tǒng)，具有網(wǎng)口的機(jī)床采用網(wǎng)口接入，其余全部采用無(wú)線智能終端方式接入，整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)用一臺(tái)服務(wù)器控制所有接入網(wǎng)絡(luò)的機(jī)床通訊與程序管理。

3）完全支持豪頓華公司使用的Fanuc、Heidenhain等各種控制系統(tǒng)。

4）本項(xiàng)目采用無(wú)線接入方式，完全支持網(wǎng)口、標(biāo)準(zhǔn)RS232口數(shù)控機(jī)床的混合通信。能夠提供有線、無(wú)線、電力及混合等多種接入方式，以適應(yīng)豪頓華公司后續(xù)發(fā)展。

5）對(duì)于較大程序加工時(shí)，支持在線加工及斷點(diǎn)續(xù)傳，支持?jǐn)嚯?、手工、自?dòng)應(yīng)答三種斷點(diǎn)續(xù)傳功能，并支持跨網(wǎng)段傳輸。

6）單臺(tái)服務(wù)器可支持超過(guò)256臺(tái)數(shù)控機(jī)床之間的通訊，且互不干擾，具有極高的安全傳輸保障，確保24小時(shí)/365天系統(tǒng)無(wú)故障傳輸。

7）DNC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，支持線路受干擾后數(shù)據(jù)丟包、缺損的自動(dòng)補(bǔ)齊，字符自動(dòng)校驗(yàn)功能，以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

8）服務(wù)器端無(wú)人職守，通過(guò)遠(yuǎn)程控制功能，操作人員在機(jī)床端就能完成程序的發(fā)送與接收。

9）數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定快捷，準(zhǔn)確無(wú)誤，無(wú)誤碼、掉段現(xiàn)象。

10）支持在機(jī)床收/發(fā)通信參數(shù)不一致條件下的自動(dòng)傳輸；

11）遠(yuǎn)程加工程序列表瀏覽；

12）具有加工代碼的仿真功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)加工代碼仿真校驗(yàn)；

13）支持RS232軟/硬協(xié)議及特殊協(xié)議；

三、項(xiàng)目實(shí)施效果

通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)施，解決了豪頓華公司數(shù)控設(shè)備的通訊傳輸問(wèn)題，顯著提高了數(shù)控車間的生產(chǎn)效率。由于采用統(tǒng)一快捷的網(wǎng)絡(luò)傳輸，實(shí)現(xiàn)了所有數(shù)控設(shè)備與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信，尤其是使用RS232串口傳輸?shù)臄?shù)控機(jī)床的通信，減少了編程員的現(xiàn)場(chǎng)操作，減少了操作工在獲取代碼及工藝文檔上的損耗時(shí)間。網(wǎng)絡(luò)DNC系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸解決了代碼傳輸?shù)膯?wèn)題，也為企業(yè)的信息化提供了幫助，對(duì)以前ERP所不能觸及的車間部分進(jìn)行了彌補(bǔ)，為其提供了有力的數(shù)據(jù)，同時(shí)CAXA的此次項(xiàng)目的實(shí)施也為該企業(yè)以后建設(shè)數(shù)字化制造打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

CAXA網(wǎng)絡(luò)DNC是一個(gè)功能強(qiáng)大的多層次多模塊的企業(yè)數(shù)控設(shè)備管理系統(tǒng)，它在豪頓華公司的項(xiàng)目中起到了促進(jìn)生產(chǎn)、提高數(shù)控設(shè)備使用效率的作用。采用數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將充分發(fā)揮現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備的功能，提高車間的生產(chǎn)效率，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益，做到低投入，高回報(bào)的預(yù)期目的。采用CAXA網(wǎng)絡(luò)DNC的信息化解決方案可以從底層的聯(lián)網(wǎng)開始，逐漸擴(kuò)展到應(yīng)用層的數(shù)據(jù)采集與統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)而給企業(yè)的生產(chǎn)優(yōu)化提供實(shí)際數(shù)字依據(jù)，成為企業(yè)信息化的好助手。