1 소개
DNC (분산 수치 제어) 는 분산 수치 제어라고도 하며 CAD/CAM 과 컴퓨터 지원 생산 관리 시스템의 통합을 실현하는 연결 고리이며 가공 자동화의 또 다른 형태입니다.
현재 DNC 시스템 연구에는 다음과 같은 기술적 문제가 있습니다. 1 DNC 시스템의 아키텍처는 충분히 개방되지 않았습니다. 국내 DNC 시스템의 대부분은 단일 공급업체의 제조 설비로 제한되며, 플랫폼 간 이식성이 떨어지고, 애플리케이션별 상호 운용성이 향상되어야 하며, 시스템 통합에 불리하다. (2) DNC 시스템의 통신 구조는 대부분 지점 간 또는 LAN+지점 간 (point-to-point) 으로 통신 경쟁 문제를 잘 해결할 수 없습니다. ③DND 시스템과 NCP 및 CAD 의 인터페이스 기능은 아직 약하다. ④④DNC 시스템의 제어 소프트웨어는 재사용이 불가능하며 객체 지향 설계 및 구현이 필요합니다. 이 문서에서는 CORBA (Common Object Request 에이전트 구조) 기반 공장 계층 제어 시스템의 DNC 시스템을 제시하여 이러한 문제를 잘 해결하고 소프트웨어 컴파일 및 온라인 디버깅을 가능하게 했습니다.
2 제어 시스템 아키텍처
DNC 시스템은 CORBA 기반 작업장 제어 시스템의 기능 단위입니다. 현재 기업들은 변화하는 수요 환경에 직면하고 있기 때문에 작업장 제어 시스템이 직면한 가공 임무도 변화무쌍하다. 이러한 변화에는 생산 부품의 품종, 모델, 사양, 생산량, 납기일 등의 요인, 생산 임무에 따라 다른 가공 노선의 변화가 포함됩니다. 이를 위해서는 시간과 공간에 개방된 작업장 수준의 제어 시스템 아키텍처가 필요합니다. 이를 통해 서로 다른 하드웨어 환경의 이기종 컴퓨터 시스템에서 실행되는 동시에 신기술의 발전에 적응하고 새로운 장비의 증가를 수용할 수 있습니다.
CORBA 기반 작업장 제어 시스템에서는 작업장 정보 통합 및 공유를 위한 공용 플랫폼을 구축하는 것이 핵심 문제 중 하나입니다. Orbix 와 같은 클라이언트/서버 구조에 기반한 분산 제어 플랫폼을 사용하여 기존의 계층형 제어 구조를 정보 통합에 더 적합한 배포 또는 제어 구조로 전환할 수 있을 뿐만 아니라, 개별 제조 또는 연속 제조와 같은 다양한 제품 제조 프로세스의 통합 생산 관리 및 조직 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
작업장 제어 시스템의 전체 구조는 세 가지 계층으로 나뉩니다. 하단은 분산 컴퓨팅 환경과 이기종 네트워크 통합 시스템의 두 가지 하위 계층으로 구성된 시스템 지원 계층이며, 하단에는 컴퓨터 시스템, 네트워크 시스템, 데이터 시스템 등의 시스템 수준 기능을 제공합니다. 중간 계층은 통합된 통합 통신 서비스를 제공하는 개방형 분산 처리 계층입니다. 개방형 분산 처리 플랫폼과 애플리케이션 인터페이스로 구성됩니다. 최상층은 다중 클라이언트/서버 분산 다중 데이터베이스 통합 시스템을 지원하고 기존 애플리케이션 및 데이터 정보를 시스템에 통합하는 정보 통합 계층입니다. 제어 구조, 데이터베이스 및 시스템 기능의 분포를 달성하기 위해 제안된 공장 제어 시스템 소프트웨어는 CORBA 사양을 기반으로 하는 분산 개체 아키텍처를 사용합니다.
CORBA 사양의 주요 특징은 소프트웨어 버스 구조를 구현하는 것입니다. 소프트웨어 버스란 컴퓨터 시스템 하드웨어 버스와 비슷한 역할을 하는 것이다. 애플리케이션 모듈을 버스 사양에 따라 소프트 플러그인으로 만들어 버스에 꽂기만 하면 통합적으로 운영할 수 있다. 소프트웨어 버스를 구현하는 핵심 시스템은 ORB (Object Request Broker) 라고 하며 표준 OMG 개체 모델뿐만 아니라 분산 프로세스 관리 및 통신 관리 기능도 지원합니다. 또한 CORBA 는 소프트웨어 버스의 플러그인을 설명하는 IDL (인터페이스 정의어) 언어를 정의합니다. IDL 은 멤버 시스템의 패키징과 멤버 시스템 간의 격리를 제공합니다. 개체로서 모든 멤버 시스템은 IDL 을 통해 인터페이스 매개 변수를 정의 및 해석하고, 다른 시스템에 서비스를 제공하거나, 요청을 하여 ORB 에 연결하여 플러그 앤 플레이 효과를 얻을 수 있습니다.
공정 현장 제어 시스템은 기능 인터페이스 정의 및 엔티티를 포함하는 추상 객체에 해당하는 여러 개의 개별 기능 단위로 나뉩니다. 각 객체의 인터페이스는 속성과 작업으로 구성됩니다. IDL 정의 기타 기능 단위는 개체 전용 데이터를 호출하는 서비스에 투명하게 액세스할 수 있으며, 특정 기능의 구현은 엔티티로 캡슐화됩니다. 각 객체를 기능별로 하위 객체로 나누어 CORBA 소프트웨어 버스에 직접 삽입할 수 있는 객체 플러그인을 설계했습니다. 이러한 개체 플러그인은 각 계층의 클라이언트/서버 구조에 따라 전체 플랫폼 시스템을 구성합니다. 이 구조는 새로운 DBMS 응용 프로그램을 빠르게 추가하고 새로운 사용자 인터페이스를 추가할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 새로운 기능을 업그레이드 및 지원할 수 있는 장기적인 이점을 제공합니다.
3 DNC 시스템 상태 및 기능
DNC 시스템은 작업장 수준 제어 시스템의 기능 단위입니다.
DNC 시스템의 기능에는 1 NC 프로그램 및 데이터 전송이 포함되며, Philip532 와 같은 통신 프로토콜을 통해 통신 기능이 구현됩니다. (2) 공작 기계 상태 수집 및보고; ③ 공정 계획에 따라 NC 프로그램 및 데이터를 해당 작업셀에 자동으로 배포합니다. ④ 도구 데이터 배포 및 전송.
NC 데이터 관리의 주요 기능이 수치 제어 데이터를 관리하는 DNC 시스템 소프트웨어의 기능 모델로, 주로 수치 제어 데이터의 표시, 삽입, 수정, 삭제, 업데이트, 잠금 (변경 허용 안 함), 인쇄 등의 작업을 포함합니다. NC 데이터 실행의 주요 기능은 컴퓨터와 작업셀 간에 NC 데이터를 전송하고, 작업셀에서 NC 데이터를 삭제하고, 작업셀에서 NC 프로그램을 시작하고, 언제든지 작업셀 장비에서 작업 상태 정보를 가져와 데이터베이스에 저장하는 것입니다. DNC 통신 인터페이스는 DNC 프로토콜 및 데이터 링크 프로토콜을 통해 단위 제어 시스템과 CNC 간의 연결을 설정합니다.
4 DNC 시스템 소프트웨어 아키텍처
CORBA 기반 DNC 시스템 소프트웨어 구현 플랫폼은 작업장 제어 시스템 플랫폼을 기반으로 합니다. Dell 은 DNC 시스템의 아키텍처를 3 계층 고객/서버 구조로 분할하여 표현 논리, 비즈니스 논리 및 데이터 처리 논리를 명확하게 분리했습니다. 따라서 표현 계층은 정보를 표현하고 데이터를 수집하는 데 사용됩니다. 여기서는 VB 로 구현되는 이식 가능한 DNC 인간-기계 인터페이스입니다. 업무 계층은 사용자 (또는 기타 업무 서비스) 가 보낸 요청에 응답하여 업무 태스크를 수행합니다. 여기서 DNC 는 프로그램 및 NC 데이터 관리 응용 프로그램을 VC++ 로 구현해야 합니다. 데이터 계층에는 데이터 정의, 유지 관리, 액세스, 업데이트 및 관리, 비즈니스 서비스의 데이터 요청에 대한 응답 등이 포함됩니다. 다음은 IDL 함수 인터페이스를 사용하여 캡슐화된 NC 로컬 데이터베이스 (Access) 서버를 정의하는 것입니다. 이러한 계층은 네트워크의 특정 물리적 위치에 해당하지 않을 수도 있으며, 개념 계층일 뿐, 이러한 개념을 통해 강력한 구성 요소 기반 응용 프로그램을 개발할 수 있습니다.
그림 3 에 표시된 모델을 사용하여 응용 프로그램의 요구 사항을 잘 정의된 서비스로 분할할 수 있습니다. 서비스를 정의한 후에는 특정 물리적 구성 요소를 추가로 생성하여 구현해야 합니다. 이러한 구성 요소는 성능 및 유지 관리 요구 사항, 워크로드, 네트워크 대역폭 등에 따라 네트워크에 유연하게 배포할 수 있습니다.
5 DNC 시스템 소프트웨어 데이터 모델
DNC 시스템 소프트웨어와 관련된 데이터 개체에는 4 가지 범주가 있습니다. 1 제조 장비 하드웨어 (예: 작업셀) 와 관련된 데이터 엔티티입니다. 2 인간-기계 통신과 관련된 데이터 엔티티 (예: 통신 프로토콜 엔티티, 직렬 통신 엔티티) (3) NC 프로그램 번호, 공구 번호 및 프로세스 번호와 같은 수치 제어 데이터 엔티티 (4) 작업 지침을 입력하거나 명령 엔티티를 예약합니다. 위의 엔티티는 객체 지향 방법으로 추상화되어 능력 단위 클래스, 디지털 제어 기계 클래스, 디지털 제어 컨트롤러 클래스, 통신 프로토콜 클래스, 터미널 서버 클래스, 직렬 통신 클래스, 수치 제어 프로그램 클래스 등으로 나눌 수 있습니다.
DNC 응용 프로그램의 객체는 이러한 클래스에서 상속되며 각 객체의 메서드, 즉 객체의 멤버 함수는 해당 기능 요구 사항에 따라 정의됩니다. Cnc 공작 기계의 정의를 예로 들어 보겠습니다.
‖ncmach.h -NC 공작 기계 카테고리 정의
CNC 공작 기계는 부품 가공 기계입니다. 이 클래스의 경우 부품을 로드합니다.
NC 파일이 장치에 다운로드되고 시스템이 시작됩니다.
분류 기계 {
Char * CurrentNCFile 현재 로드된 NC 파일
Int FixtureStatus 고정장치 상태
공용:
공작 기계 ();
Char * getcurrentncfile ();
Void setCurrentNCFile(char? F);
Intgetfixturestatus ();
Void setfixturestatus (ints) ：
가상 int processPart(char? Partname);
가상 int downloadNCFile(char? 문서);
가상 intstopmachine ();
GraspPart () 의 가상
가상 int releasepart ();
}
6 DNC 시스템 물리적 구성의 기본 구조
CORBA 기반 작업장 레이어 제어 시스템은 2 단계 상호 연결이 필요합니다. 첫 번째 계층은 컴퓨터 LAN 기술 및 프로토콜 소프트웨어를 사용하여 이기종 컴퓨터로 구성된 공장 계층 컨트롤러와 장치 컨트롤러를 상호 연결하는 것입니다. 이러한 상호 연결을 기반으로 두 번째 계층은 제어 이기종 제조 장비 (예: 머시닝 센터, 로봇, PLC 등) 와 노드 간의 정보 상호 작용을 구현합니다. ), 제조 정보 사양 (MMS) 을 통해. 이 문서의 DNC 시스템의 기본 물리적 구성 구조는 공장 계층 제어 시스템의 중요한 구성 요소로서 다음 그림과 같습니다. 마스터 컴퓨터는 네트워크 미디어 (독립형 IP 주소가 있는 터미널 서버) 를 통해 여러 디지털 시스템에 연결되어 수치 제어 프로그램 로드 및 언로드, 공구 데이터 전송, 작업 명령 게시 및 상태 정보에 대한 피드백을 제공합니다. 물리적 계층, 데이터 링크 계층, 전송 계층 및 애플리케이션 계층을 포함하는 4 계층 구조로 구성된 LAN 을 통한 통신 구조입니다. 여기서 데이터 링크 계층은 LSV2 통신 프로토콜을 사용하고 전송 계층은 SINUMERIK 또는 PHILIPS 프로토콜과 같은 DNC 프로토콜을 사용합니다.