PDM与数控DNC系统集成技术研究

近二十年来，航空动力技术的发展过程中，以数字化为核心的信息技术起着至关重要的作用。作为一种先进的生产力，信息化建设和信息技术应用的水平，在很大程度上决定了航空发动机的性能、水平和发展速度。通过信息技术的应用，将提升航空发动机行业整体效益和企业核心竞争力，为我国航空发动机行业创造一个跨越式发展的机会。

PDM即产品数据管理（Product Data Management）是一门用来管理所有与产品相关信息（包括零件信息、配置、文档、CAD文件、结构和权限信息等）和所有与产品相关过程的数字化系统平台。随着公司科研进程的推进，企业逐渐向数字化、柔性化方向发展，数字仿真技术在公司科研生产中从无到有，逐渐发挥出越来越大的作用。完美的数控仿真平台应该是利用PDM的集成架构有效地将工艺设计、数控编程、仿真验证和机床控制系统集成在一个平台上。构建基于PDM的数字仿真技术应用平台可以实现资源模型构建、数控编程、工艺过程仿真之间数据的传递。数控编程所需的产品模型、工序模型直接利用三维产品设计模型，仿真所需的源程序、三维模型直接通过PDM平台提供的数据接口获得，仿真验证后的数控程序通过PDM平台提供的数据接口传递到机床的控制系统（DNC系统），用于产品的加工。同时，机床控制系统加工后的结果也可以通过数据接口反馈回来，所有的数据都存在PDM的数据库中，保证数据源的唯一性。

目前，黎明公司PDM系统中，三维仿真软件VERICUT已经实现与PDM系统深度集成，数控程序的编制、校对及审批均已在PDM上实现管理，随着公司信息化业务的推进，需要将PDM系统向各生产线扩展和延伸，建立基于现代先进技术的数字化制造平台，因此迫切需要将PDM系统和分厂的数控DNC系统集成，实现数控程序在PDM系统和数控机床间的流畅地传输。

一、系统集成框架

PDM系统负责对数控程序的编写、仿真和存储管理。DNC系统负责将数控程序从DNC服务器直接下载到数控机床HMI上（或者将HMI上修改后的数控程序回传到DNC服务器归档）。

PDM-DNC集成接口将在PDM与DNC之间建立桥梁的功能，实现数控程序在PDM、DNC、数控HMI之间的直接传输。通过PDM -DNC集成接口可以有效提高数控程序的管理效率。PDM、DNC的集成接口采用中间数据表方式，包括程序下载（PDM到DNC）、程序上传（DNC到PDM）功能。交互的NC代码物理文件存放到中间数据表的BLOB字段中。详细的系统集成架构。

1.程序下载流程

（1）PDM系统中数控工艺设计完成后，提交审批流程。审批通过后，将审批后的数控工序的工序属性信息（包括零件ID、指定设备）、NC代码和数控工步卡传递到中间数据表。

（2）DNC读取中间数据表的数据，将NC代码复制到下载目录下。

（3）操作工通过DNC设备端程序浏览机床目录下的可用程序，选定后下载到数控机床。

2.程序上传流程

（1）操作工通过DNC设备端程序上传修改后的NC代码文件，DNC服务器端程序将上传的代码文件存放到回传目录下。

（2）DNC系统将机床上更改的NC代码信息传到中间表。

（3）PDM系统中创建工艺变更，并在工艺更改流程中读取中间表中有关NC代码变更的数据，并将修改后的NC代码更新到新版本的NC工序下。

二、功能设计

系统功能设计如图2所示，设计上考虑到网络安全的要求，需要两个DNC服务器，2号服务器通过网卡2与1号服务器联接，并作1号服务器的客户端，向1号DNC服务器发起联b接请求，由2号服务器保持与1号服务器的联接，1号服务器网卡1与局域网联接并响应局域网上客户端的联接请求。

两个DNC服务器的工作内容有以下几项。

◎1号DNC服务器的工作内容为：响应2号服务器的联接请求；响应WEB服务器的指令；向2号服务器发送数据；接收2号服务器的数据。

◎2号DNC服务器的工作内容为：向1号服务器发起联接请求；接收2号服务器的数据；向2号服务器发送数据；向机床发送NC程序；获取机床的NC程序。

1.PDM传输NC代码到中间表

PDM系统中数控工艺设计完成后，提交审批流程。审批通过后，将审批后的数控工序的工序属性信息（包括工序ID、工序版本、零件ID和指定设备NodeID）和NC代码传递到中间数据表。

（1）输入：PDM系统中数控工序数据（包括NC工序号、版本号和创建者，对应的零件ID，NC工序下挂的设备对象数据（设备型号、设备编号和设备名称）、NC代码的名称、格式、大小及物理文件）。

（2）输出：中间数据库表PDM_DNC的记录。

（3）逻辑流程图及界面设计。

2. DNC处理中间表NC代码数据

DNC从中间表中读取新增记录，并将新增记录中的NC代码读入下载文件夹，同时更新DNC数据库的记录。

（1）输入：中间数据库表PDM_DNC的记录。

（2）输出：NC代码文件、NC代码文件的属性记录。

（3）界面设计：为从读取中间数据库表PDM_DNC的记录后，DNC中浏览程序的界面。

3.数控设备下载NC代码数据

从数控设备HMI上浏览DNC服务器上的程序列表，选定NC程序后下载到数控机床，最后使用NC程序加工零件。

（1）输入：服务器上的NC程序列表。

（2）输出：下载到本数控设备的NC代码文件。

（3）界面设计：下载NC代码数控设备的界面。

4.数控设备上传NC代码数据

数控HMI上修改后的程序，得到确认后，上传到DNC服务器。

（1）输入：修改确认后的NC代码文件。

（2）输出：归档到DNC服务器的NC代码文件。

（3）界面设计。

5.DNC传输更改NC代码到中间表

数控HMI上回传的程序文件及其属性值（文件名、文件类型和零件号等）转存到中间表（DNC_PDM）。

（1）输入：DNC上归档的程序文件。

（2）输出：中间表（DNC_PDM）纪录。

（3）界面设计：上传到中间表（DNC_PDM）纪录查看界面。

6.PDM更新NC代码

PDM系统中创建工艺变更，并在工艺更改流程中读取中间表中有关NC代码变更的数据，并将修改后的NC代码更新到新版本的NC工序下。

（1）输入：DNC传递到中间数据表DNC_PDM的NC更改代码数据。

（2）输出：PDM系统中NC工序新版本下的NC代码数据集。

（3）界面设计：PDM更新NC代码界面。

三、结语

信息化建设发展到一定程度，PDM-DNC集成势在必行，两个系统的集成将在PDM与DNC之间建立桥梁的功能，实现数控程序在PDM、DNC、数控HMI之间的直接传输。通过PDM-DNC集成接口可以有效提高数控程序的管理效率，提高数控程序管理的安全性，全面提升航空发动机制造企业的核心竞争能力。

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