直接數控

用電子計算機對具有數控裝置的工具機群直接進行在線上控制和管理，英文縮寫DNC。直接數控又稱群控,根據不同的機械加工要求，直接數控系統中所套用的計算機可以是大型、中型或小型的，控制的工具機由幾台至幾十台。直接數控是在數控 (NC)和計算機數控(CNC)基礎上發展起來的。第一個直接數控系統出現於1967年，尚處於初期發展階段。

基本介紹

• 中文名：直接數控
• 外文名：Direct numerical control；DNC
• 分類：數控裝置、計算機數控
• 優點：提高了系統的工作可靠性
• 發展趨勢：功能概括性強
• 別名：群控

定義

直接數控又稱為群控，是用一台計算機直接控制多台數控工具機，按美國電子工業協會的定義，DNC是將一組NC工具機與存儲零件程式或工具機程式的公用存儲器連線起來，並按要求向各台工具機分配數據的系統。因此。DNC系統由中央計算機、大容量存儲器、網路系統及顯示終端和NC工具機組成。

DNC是把電子計算機直接和數控裝置相連線。帶有數控裝置的工具機，如同電子計算機的一台終端設備使用。作為電子計算機的終端設備有具有打字、穿孔、讀取功能的電傳打字機，讀取卡片上的穿孔信息的卡片閱讀機，穿孔、讀取功能的電傳打字機等，按其用途可以分為許多種類。

優點

直接數控的主要優點是：

①在把零件加工程式存入直接數控計算機的存儲器後，即可由計算機直接控制工具機，在整個加工過程中不需要讀帶機參與工作，提高了系統的工作可靠性，因為在數控工具機的加工過程中有75%的故障來源於讀帶機。

②一台計算機可以同時控制多台工具機，因而能充分發揮計算機的功能。

③作為直接數控計算機終端的數控或計算機數控工具機的台數可隨時根據生產任務作相應的增減，並且能使它們同時加工同一種零件，或分別加工不同的零件，提高了系統的柔性，以適應中小批量的生產。加工批量不大，品種規格繁多是現代機械製造業中的一個明顯特徵，且有不斷加強的趨勢。

④在直接數控系統的基礎上易於實現柔性製造系統。

DNC系統

組成部分

（1）數控自動程式語言(APT)計算機和直接數控(DNC)計算機；

（2）外圍設備（打字機、外存儲器、讀帶機、穿孔機、螢幕顯示器(CRT)；

（3）數控裝置和工具機。

特點

（1）可實現非實時分配數控數據，與車間編程設備相結合，實現車間監控和管理，便於DNC系統向綜合自動化系統轉化。

（2）具有更強的數據處理能力。

（3）便於與數據採集系統結合，採集工具機工作狀態，線上檢測數據，對加工質量和工具機狀態進行實時控制。

（4）在DNC系統中採用局部網路技術進行通信，使DNC系統成為一種“開放式”系統，既可以作為車間級通信使用，又可以向上級機和下機機設備擴展延伸。

（5）NC程式以更通用的刀件檔案格式存入計算機，便於生產調度，經後置處理用於不同類型數控系統的工具機。

（6）可作為工廠自動化系統的一個層次，既能獨立套用，又可以組成FMS及CIMS。

分類

1.間接DNC系統

間接DNC系統是在原有的NC工具機的基礎上，配上計算機練成的一個DNC系統。從中央計算機來的控制指令繞過原有的讀帶機（所以也稱為旁路系統），通過連線裝置分別送到各台工具機的NC系統中去。

用通用計算機加數控裝置構成的直接數控系統：每台數控裝置可通過接口接收來自計算機的信息，又可接收來自紙帶閱讀機的信息，但兩路信息不能同時進入該裝置，一般通過轉換開關對二者進行選擇。讀帶機輸入時，計算機對該裝置就不起控制作用，所以這種系統又稱讀帶機旁路系統 (BTR)。這種早期出現的直接數控系統還保有數控的原始形式。

2.直接DNC系統

在直接DNC系統中，工具機不再設普通的NC系統，只設伺服控制驅動電路和工具機操作面板，全部數控功能都由計算機完成。

用通用計算機加計算機數控裝置構成的直接數控系統：它由通用計算機通過接口直接將位移控制信息和其他輔助機能信息分配給各個計算機數控裝置，再由這些裝置去控制工具機。

編程方式

（1）套用自動編程系統進行自動編程，即首先套用數控自動程式語言寫出零件源程式，然後在計算機中將源程式處理成數控加工目的程式，最後將目的程式穿成數控紙帶或存儲在直接數控計算機的存儲器中；

（2）套用螢幕顯示器的鍵盤和直接數控計算機進行程式編輯，並將編輯好的程式存入直接數控計算機的存儲器中。

工作過程

直接數控計算機將數控裝置作為自己的終端，按多路分時控制方式將數控加工程式經過接口分配到各台數控工具機上去。數控裝置獲得加工指令後立即進行插補運算，控制工具機工作檯移動。直接數控計算機定時詢問每台數控工具機是否需要數據，當詢問到某台工具機需要數據時即向它輸送數據。每一台數控工具機都可附有讀帶機，在正常情況下直接數控計算機繞過讀帶機及其輸入裝置，直接控制數控工具機。當計算機發生故障時則啟用讀帶機，分別讓各台工具機獨立工作。因此讀帶機旁路系統實際上提高了直接數控系統的靈活性和工作可靠性。

發展趨勢

現代的直接數控系統多是由一台計算機直接控制多台數控工具機，功能過分集中，不便於維修和管理。為了提高計算機的工作效率，可採用計算機網路構成分級控制系統。在分級控制系統中計算機按照一定的職級排列（圖2）。圖中A級安排有大型通用計算機，並包含有數控自動編程系統，其主要職能是：將數控自動編程的零件源程式處理成數控目的程式；實行計畫管理，如分析原材料價格，記錄生產歷史資料，編制管理報告,核算經濟指標等。在B級中安排有小型通用計算機,其主要職能是：將來自A級計算機的數據分發到各台數控裝置上去，並協調它們的工作。同時還對每台工具機進行生產狀態分析和判斷，根據判斷結果發出指令,修改控制參數。在C級中安排有小型計算機、微型機或專用數控裝置，其主要職能是：執行來自上一級計算機的指令，直接控制工具機；收集和處理檢測數據，向上級計算機反映各台工具機的生產狀態。越是級別高的計算機，其功能概括性就越強，反饋抽樣時間也越長。最基層的計算機一般是進行秒級操作，而最上面一級的計算機則進行小時甚至周或月的長時間操作。