直接数控

直接数控又称为群控，是用一台计算机直接控制多台数控机床，按美国电子工业协会的定义，DNC是将一组NC机床与存储零件程序或机床程序的公用存储器连接起来，并按要求向各台机床分配数据的系统。因此。DNC系统由中央计算机、大容量存储器、网络系统及显示终端和NC机床组成。

DNC是把电子计算机直接和数控装置相连接。带有数控装置的机床，如同电子计算机的一台终端设备使用。作为电子计算机的终端设备有具有打字、穿孔、读取功能的电传打字机，读取卡片上的穿孔信息的卡片阅读机，穿孔、读取功能的电传打字机等，按其用途可以分为许多种类。

直接数控的主要优点是：

①在把零件加工程序存入直接数控计算机的存储器后，即可由计算机直接控制机床，在整个加工过程中不需要读带机参与工作，提高了系统的工作可靠性，因为在数控机床的加工过程中有75%的故障来源于读带机。

②一台计算机可以同时控制多台机床，因而能充分发挥计算机的功能。

③作为直接数控计算机终端的数控或计算机数控机床的台数可随时根据生产任务作相应的增减，并且能使它们同时加工同一种零件，或分别加工不同的零件，提高了系统的柔性，以适应中小批量的生产。加工批量不大，品种规格繁多是现代机械制造业中的一个明显特征，且有不断加强的趋势。

④在直接数控系统的基础上易于实现柔性制造系统。

（1）数控自动编程语言(APT)计算机和直接数控(DNC)计算机；

（2）外围设备（打字机、外存储器、读带机、穿孔机、屏幕显示器(CRT)；

（3）数控装置和机床。

（1）可实现非实时分配数控数据，与车间编程设备相结合，实现车间监控和管理，便于DNC系统向综合自动化系统转化。

（2）具有更强的数据处理能力。

（3）便于与数据采集系统结合，采集机床工作状态，在线检测数据，对加工质量和机床状态进行实时控制。

（4）在DNC系统中采用局部网络技术进行通信，使DNC系统成为一种“开放式”系统，既可以作为车间级通信使用，又可以向上级机和下机机设备扩展延伸。

（5）NC程序以更通用的刀件文件格式存入计算机，便于生产调度，经后置处理用于不同类型数控系统的机床。

（6）可作为工厂自动化系统的一个层次，既能独立应用，又可以组成FMS及CIMS。

间接DNC系统是在原有的NC机床的基础上，配上计算机练成的一个DNC系统。从中央计算机来的控制指令绕过原有的读带机（所以也称为旁路系统），通过连接装置分别送到各台机床的NC系统中去。

用通用计算机加数控装置构成的直接数控系统：每台数控装置可通过接口接收来自计算机的信息，又可接收来自纸带阅读机的信息，但两路信息不能同时进入该装置，一般通过转换开关对二者进行选择。读带机输入时，计算机对该装置就不起控制作用，所以这种系统又称读带机旁路系统 (BTR)。这种早期出现的直接数控系统还保有数控的原始形式。

在直接DNC系统中，机床不再设普通的NC系统，只设伺服控制驱动电路和机床操作面板，全部数控功能都由计算机完成。

用通用计算机加计算机数控装置构成的直接数控系统：它由通用计算机通过接口直接将位移控制信息和其他辅助机能信息分配给各个计算机数控装置，再由这些装置去控制机床。

（1）应用自动编程系统进行自动编程，即首先应用数控自动编程语言写出零件源程序，然后在计算机中将源程序处理成数控加工目的程序，最后将目的程序穿成数控纸带或存储在直接数控计算机的存储器中；

（2）应用屏幕显示器的键盘和直接数控计算机进行程序编辑，并将编辑好的程序存入直接数控计算机的存储器中。

直接数控计算机将数控装置作为自己的终端，按多路分时控制方式将数控加工程序经过接口分配到各台数控机床上去。数控装置获得加工指令后立即进行插补运算，控制机床工作台移动。直接数控计算机定时询问每台数控机床是否需要数据，当询问到某台机床需要数据时即向它输送数据。每一台数控机床都可附有读带机，在正常情况下直接数控计算机绕过读带机及其输入装置，直接控制数控机床。当计算机发生故障时则启用读带机，分别让各台机床独立工作。因此读带机旁路系统实际上提高了直接数控系统的灵活性和工作可靠性。

现代的直接数控系统多是由一台计算机直接控制多台数控机床，功能过分集中，不便于维修和管理。为了提高计算机的工作效率，可采用计算机网络构成分级控制系统。在分级控制系统中计算机按照一定的职级排列（图2）。图中A级安排有大型通用计算机，并包含有数控自动编程系统，其主要职能是：将数控自动编程的零件源程序处理成数控目的程序；实行计划管理，如分析原材料价格，记录生产历史资料，编制管理报告,核算经济指标等。在B级中安排有小型通用计算机,其主要职能是：将来自A级计算机的数据分发到各台数控装置上去，并协调它们的工作。同时还对每台机床进行生产状态分析和判断，根据判断结果发出指令,修改控制参数。在C级中安排有小型计算机、微型机或专用数控装置，其主要职能是：执行来自上一级计算机的指令，直接控制机床；收集和处理检测数据，向上级计算机反映各台机床的生产状态。越是级别高的计算机，其功能概括性就越强，反馈抽样时间也越长。最基层的计算机一般是进行秒级操作，而最上面一级的计算机则进行小时甚至周或月的长时间操作。