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　　一、引言
　　在制造加工业，新技术的方向是建立在Internet/Intranet基础上透明的开放式商业运作，用以取代传统的卖方驱动体系。这需要建立一种按照市场驱动需求，具有快速响应机制的网络化制造模式，以充分利用企业制造资源和社会制造资源。数控设备作为一种重要的制造资源，为了适应网络化制造，需要把与数控设备相关的加工信息集成在一个统一的Web平台下，实现数控加工信息的网络化集成。
　　二、CAD/CAM系统集成
　　1、CAD/CAM集成系统的结构类型
　　传统型系统:这类系统开发较早，如:I-DEAS、UG-Ⅱ、CADAM、CATIA、CADDS等较著名的软件。这类软件专业功能强，由于开发之初硬件环境、设计思想和设计方法的局限性，使这些系统不太容易适应高度集成化的要求。
　　改进型系统:这类系统是80年代发展起来，如:CIMPLEX、Pro/ENGINEER等。这类系统某些自动化程度高，如:参数化特征设计、系统数据与文件管理、数控加工程序的自动生成等，但仍缺乏对数据交换和共享信息集成要求的支持。
　　数据驱动型系统:这是正在发展中的新一代CAD/CAM集成系统。其基本出发点是着眼产品整个生命周期，寻求产品数据完全实现交换和共享的途径，以期在更高的程度和更宽的范围实现集成。主要途径是采用STEP产品数据交换标准，逐步实现统一的系统信息结构设计和系统功能设计。
　　2、CAD/CAM集成方法
　　CAD/CAM的几种集成方法:
　　(1)基于专用接口的CAD/CAM集成
　　在所有CAD/CAM集成方法中，基于专用接口的集成是最原始的一种。对于专用接口，可以从两方面来理解，一是被集成的系统之间没有任何联系，必须专门开发接口使两个不同的系统间接地进行沟通；二是系统开发商自行开发的专用接口，专为解决自家系列产品之间的信息交换。
　　(2) 基于STEP的CAD/CAM集成
　　STEP(Standard for the Exchange of Product data)标准，该标准提供一种不依赖于具体系统的中性机制，它规定了产品设计、开发、制造，甚至于产品全部生命周期中所包括的诸如产品形状、解析模型、材料、加工方法、组装分解顺序、检验测试等必要的信息定义和数据交换的外部描述。因而STEP是基于集成的产品信息模型。
　　(3) 基于数据库的CAD/CAM集成
　　CAD/CAM集成系统通常采用工程数据库。事实上由于工程数据库在存储管理大量复杂数据方面具有独到之处，使得以工程数据库核心构建的CAD/CAM集成系统得到了广泛应用。其系统构造示意如图所示，从产品设计到制造的所有环节都与工程数据库有数据交换，实现了数据的全系统的共享。
　　三、San\PDM与CAD/CAM的集成
　　PDM以其对产品生命周期中信息的全面管理能力，不仅自身成为CAD/CAM集成系统的重要构成部分，同时也为以PDM系统作为平台的CAD/CAM集成提供了可能。用发展的观点看，这种系统具有很好的应用前景。
　　(1)CAM与PDM的集成
　　由于CAM与PDM系统之间只有刀位文件、NC代码、产品模型等文档信息的交流，所以CAM与PDM之间采用应用封装来满足二者之间的信息集成要求。
　　(2)CAPP与PDM的集成
　　CAPP与PDM之间除了文档交流外，CAPP系统的运行还需要从PDM系统中获取设备资源信息、原材料信息等。而CAPP产生的工艺信息，为了支持与MRP-II或车间控制单元的信息集成，也需要分解成基本信息单元(如工序、工步等)存放于工艺信息库中，供PDM与MRP-II集成之用。所以CAPP与PDM之间的集成需要接口交换，既在实现应用封装的基础上，进一步开发信息交换接口，使CAPP系统可通过接口从PDM中直接获取设备资源、原材料信息的支持，并将其产生的工艺信息通过接口直接存放于PDM的工艺信息库中。由于PDM系统不直接提供设备资源库、原材料库和工艺信息库，因此需要用户利用PDM的开发工具自行开发上述库的管理模块。
　　(3)CAD与PDM的集成
　　CAD与PDM的集成是PDM实施中要求最高、难度最大的一环。其关键在于需保证CAD的数据变化与PDM中的数据变化的一致性。从用户需求考虑，CAD与PDM的集成应达到真正意义的紧密集成。CAD与PDM的应用封装只解决了CAD生产的文档管理问题。零部件描述属性、产品明细表则需要通过接口导入PDM。同时，通过接口交换，实现PDM与CAD系统间数据的双向异步交换。但是，这种交换仍然不能完全保证产品结构数据在CAD与PDM中的一致性。所以要真正解决这一问题，必须实现CAD与PDM之间的紧密集成，即在CAD与PDM之间建立共享产品数据模型，实现互操作，保证CAD中的修改与PDM中的修改的互动性和一致性，真正做到双向同步一致性。目前，这种紧密集成仍有一定的难度，一个PDM系统往往只能与一两家CAD产品达到紧密集成的程度。
　　四、基于Ethernet的DNC系统
　　1基于Ethernet的DNC通信技术
　　以太网以其成本低、稳定和可靠性高的优点，成为办公自动化的主流技术，但由于其MAC层协议采用CSMA/CD，具有排队延迟不确定的缺陷，使之无法在工业控制中得到有效使用。随着IT技术的发展，802.3标准已把以太网速度从原始的10Mbps提高到1 000Mbps，足够的带宽和交换式集线器的应用解决了以太网的不确定问题，使以太网有能力满足实时系统的要求。例如采用交换式以太网，使接入网络的节点各自独占一条线路可避免冲突，如果采用高速背板交换或微处理器交换，响应时间是确定的，据ARC公司分析，126个节点的100M交换式以太网的响应时间为2-3 ms，可以满足各种控制系统的要求。也正因为以太网已具有的优势，作为办公自动化主流技术的以太网向现场设备的延伸已成为目前的发展方向。数控机床的通信接口决定了DNC系统中采用的通信技术，尽管随着网络技术的发展，新式数控机床提供以太网接口，但目前在DNC系统中主要以点对点式或星形结构实现串行通信，或者以现场总线为通信网络并以串口转换器接入数控机床，实现现场总线通信。这些通信方式存在着无法实现信息网络发布、传输速度慢、性能价格比低等缺点。本文提出了一种基于以太网的DNC通信技术，其网络拓扑关系如下图所示。DNC控制器是具有网络接口、串口和数字及模拟量输入输出接口的可编程逻辑控制器，其具有嵌入式Web服务功能，能够实现HTTP访问。

　　网络数控加工系统构成图
　　2基于Ethernet的信息集成模型
　　数控机床是产品的最终实现者，提高机床生产效率是缩短产品制造周期的重要途径，因此提高机床的生产效率成为信息集成的目标。这一方面通过以太网传输加工信息如数控程序、作业计划来减少机床的非加工时间；另一方面通过DNC系统中的机床运行信息的分析来合理安排机床的作业计划。

jiangsuwanhua

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