中小企业CAD/CAM一体化网络设计

自从70年代末FMS受到业界关注以来,集成化生产(CIM)很快在世界各地发展起来,很多企业从CIMS中获益匪浅。在我国也有不少成功的应用案例,如清华大学的国家CIMS中心和北京第一机床厂的CIMS系统等。但是,CIMS作为一个功能强大、高度集成的现代化制造系统,对一般的中小企业来说,由于人力、财力的限制,实现起来非常困难。这些企业应该根据自身的现有条件,充分利用CAD/CAM/CAPP/DNC/MIS等计算机单元技术,来提高效率,降低成本。
    目前,一般的中小企业都配置有一定数量的数控机床、CAD工作站、微机,还有绘图仪、打印机等外设,为实现CAD/CAM一体化提供了条件。CAD/CAM一体化的基础是计算机网络。但该网络的设计和规划不同于一般的网络设计,设计和规划的好坏将直接影响CAD/CAM 一体化的应用水平。下面,笔者根据实践经验谈谈CAD/CAM网络设计和规划方面的一些问题。

    一、网络拓扑方案

    对于一般的中小企业,CAD/CAM一体化网络均属于局域网。当前,在多种局域网技术中,快速以太网在维护、扩展、升级等方面都有明显优势。所以,星型结构的快速以太网是一种很好的拓扑方案。
    CAD/CAM一体化,主要涉及以下几个部门:CAD设计部门、数控编程部门和数控加工车间。图1是一个典型的CAD/CAM一体化网络拓扑结构图。

    二、服务器组织

     一般的局域网,都应配置相应的服务器,如文件服务器、数据库服务器等。CAD/CAM一体化网络中,应设置以下两种数据库服务器。
    1.CAD模型数据库服务器:设计人员将用工作站上的CAD软件设计好的零件模型存入该数据库,以便数控编程人员提取所需的几何数据模型。
    2.数控程序服务器:数控编程人员将所编程序存入该服务器。进行数控加工时,车间微机将相应程序从该服务器取出,传入数控机床控制器或进行DNC加工。
    对于CAD模型数据库,要注意数据库中的CAD模型一定是"最新版本",即每次更改CAD模型尺寸,都要及时对数据库进行更新,避免数控编程人员使用旧的或错误的零件模型编程,引起零件报废甚至损坏机床。对数控程序数据库也有同样的要求,因CAD模型的尺寸变更或加工参数的更改等原因而对加工程序修改时,要立即对数据库中相应文件进行更新。采用以上两种数据库服务器后,不但可以缩短从设计到加工的周期,提高效率,而且便于存档管理。

    三、视讯会议系统的应用

    随着计算机网络技术的发展,基于网络的应用亦愈来愈广泛,视讯会议系统是一种典型的应用。目前,视讯会议系统在办公自动化领域应用较多,通过该系统,可以实现异地会议,并共享数据。现在,许多企业的数控编程部门和数控加工车间是分开的。当数控机床操作人员对数控程序有疑问时,编程人员就不得不来到车间现场解决问题。当加工一个复杂的零件时,编程人员就不得不在车间和编程部门间来回跑好多次,效率很低。将视讯会议系统引入CAD/CAM一体化网络中,利用该系统具有的及时通信、共享白板、双方可视等功能,即可方便快捷地解决以上问题。通过该系统,编程人员和数控机床操作人员可以"面对面"地讨论问题(见图2),编程人员也可以随时了解零件加工进度。

    四、数控机床与微机的连接

    在数控车间,应为每台机床配置计算机。当某台机床需要进行零件加工时,其旁边的计算机通过网络将数控程序从数控程序服务器取至本机硬盘 ,然后通过RS232接口传入机床控制器或者直接进行DNC加工。
    数控车间的计算机,主要任务是实现程序传输,所以机器档次要求不高,一般的286或386微机就可完全胜任。

    五、CAD/CAM一体化过程

    实现以上介绍的要求后,一个简单实用的CAD/CAM一体化网络就建立起来了。整个系统的工作流程如下。
    1.CAD设计
    产品设计人员完成零件设计后,将模型存入CAD模型数据库。
    2.数控编程
    数控编程人员从CAD模型数据库提取几何模型,完成零件各部分的编程任务。
    3.加工仿真
    为了确保数控程序的正确性,可利用仿真软件先进行验证。通过仿真结果确认数控程序无误后,将其存入数控程序数据库服务器。
    4.数控加工
    根据程序长度大小,或将程序传入机床控制器,或使用DNC加工。在加工过程中,可通过视讯会议系统来解决有关问题。

    六、总结

    以上所述为一般中小企业在现有CAD/CAM环境下建立CAD/CAM一体化网络提供了一种实用方案。在应用过程中,各企业可结合自己的实际情况,进行扩展和完善,不断提高CAD/CAM一体化应用水平。