計算機直接數控系統就是用一台中央計算機直接控制和管理數台數控設備進行零件加工或裝配的系統，也稱計算機群控系統。中央計算機主要對多台數控系統進行數控加工程式和有關數據的分配，並分時監控各台數控系統的運行，這樣會進一步提高數控工具機的生產率。
基本介紹
- 中文名：計算機直接數控系統
- 外文名：Computer direct numerical control system
- 簡稱：DNC
- 研究起始時間：20世紀60年代
- 別名：計算機群控系統
概念,基本功能,發展現狀,通信技術,
概念
DNC最早的含義是直接數字控制，其研究開始於20世紀60年代。它指的是將若干台數控設備直接連線在一台中央計算機上，由中央計算機負責NC程式的管理和傳送。當時的研究目的主要是為了解決早期數控設備因使用紙帶輸入數控加工程式而引起的一系列問題和早期數控設備的高計算成本等問題。
20世紀70年代以後，隨著CNC技術的不斷發展，數控系統的存儲容量和計算速度都大為提高，DNC的含義由簡單的直接數字控制發展到分散式數字控制。它不但具有直接數字控制的所有功能，而且具有系統信息收集、系統狀態監視以及系統控制等功能。
20世紀80年代以後，隨著計算機技術、通訊技術和CIMS技術的發展，DNC的內涵和功能不斷擴大，與60年代、70年代的DNC相比已有很大區別，它開始著眼於車間的信息集成，針對車間的生產計畫、技術準備、加工操作等基本作業進行集中監控與分散控制，把生產任務通過區域網路分配給各個加工單元，並使之信息相互交換。而對物流等系統可以在條件成熟時再擴充，既適用於現有的生產環境，提高生產率，又節省了成本。
基本功能
DNC的基本功能是下傳NC程式。隨著技術的發展，現代DNC還具有製造數據傳送(NC程式上傳、NC程式校正檔案下傳、刀具指令下傳、托盤零點值下傳、機器人程式下傳、工作站操作指令下傳等)、狀態數據採集(工具機狀態、刀具信息和托盤信息等)、刀具管理、生產調度、生產監控、單元控制和CAD/CAPP/CAM接口等功能。
發展現狀
DNC接口的通訊功能主要有三種：下傳NC程式；上傳NC程式；系統狀態採集和遠程控制。只具備第一種功能的叫基本DNC；具備前兩種功能的叫狹義DNC；三種功能均有的叫廣義DNC。最早期的DNC用DNC主機取代紙帶閱讀機，因而只有下傳NC程式這一種功能；20世紀80年代生產的數控系統絕大多數配有RS232C通訊接口，這類數控系統可實現上、下傳NC程式這兩種功能；90年代生產的數控系統很多都帶有專門的DNC接口電路板，能實現上述三種功能，如FANUC0，FANUCl5，FANUCl8等系統，有的系統甚至配有MAP3.0等網路接口。
國外各大數控公司都非常重視專用DNC通訊接口軟硬體的研究。如日本的FANUC公司研究了兩種接口：DNC1和DNC2。DNCl採用專用控制計算機，同步方式傳輸，具有很高的傳輸速率，可完全實現實時控制；DNC2採用通用計算機，異步方式傳輸，速度稍低些。DNC1和DNC2均為一塊標準的外掛程式板，直接插入數控系統的匯流排插槽，再藉助專用通訊軟體即可實現廣義DNC功能，DNC2有近40項具體功能。美國各大數控公司更是紛紛推出了各種DNC接口產品，如REMEX DNC，RYBETT CAMSHARE DNC以及SHOPLINKDNC等。
國內關於DNC接口技術的研究更為活躍。由於國內還存在大量早期進口的FANUC6M，FANUC7M，Sinumerik 850等不具有廣義DNC功能的數控系統，因而只能在原有數控系統的基礎上進行改造。如對FANUC6M和7M的DNC接口進行研究，其方法均通過研製一塊專用、以8051單片機為核心、具有雙向通訊功能和I/O控制功能的DNC通訊接口電路板來使所研究的數控系統具有廣義DNC功能。
此外，我國還存在大量的經濟型數控系統，這些系統不具有DNC功能，因而關於經濟型數控系統的DNC接口的研究也很活躍。數控系統有的以MCS-51單片機為CPU，其DNC接口由MCS-51的全雙工串列接口TXD和RXD經電壓/電流轉換和電平轉換與PC機的RS232C串列口相連，實現NC程式的上下傳；有的以TP-801單板機為控制器，專門研製的DNC接口電路板以8031為核心，8031的串列口經電平轉換與PC機的RS232C串列接口相連，DNC接口電路板的輸出電路與經濟型數控系統的紙帶閱讀機輸入接口相連，實現NC程式的下傳。
通信技術
DNC的通訊技術與DNC的接口技術有些關聯，但DNC通訊技術的範圍要大得多。除DNC主機與數控系統的通訊外，它還包括DNC主機與上層計算機的通訊。
DNC主機與數控系統的通訊採用最多的是串列通訊，物理接口最常見的是RS232C串列通訊接口。這種方式存在通訊距離短、傳輸速度慢、可靠性差，只能實現點到點通訊等問題，因而人們在對這種通訊方式不斷改進的基礎上(如增加傳輸距離、擴展通訊口、轉換成其他串列接口標準等)，還在積極地尋求其他通訊方式，近年來出現了現場匯流排(主要是Bitbus)和計算機區域網路(主要是MAP3.0)，但這兩種方式仍然存在實時性等問題，因而還有必要對DNC主機與數控系統的通訊技術進行深入研究，尋找一種更好的解決方法。此外，有關多數控系統的通訊競爭、大型零件同步加工和傳輸的實時通訊等問題也是亟待解決的問題。
DNC主機與上層控制計算機的通訊以前主要是串列通訊，隨著網路技術的發展，現在主要採用計算機區域網路技術。這部分的技術發展與網路技術的發展密切相關，主要有乙太網(Ethernet)和MAP3.0等。
