數控技術作為未來先進制造技術的核心之一，正朝著開放化、網絡化、柔性化和智能化方向發展，數控裝備產品的設計制造和應用開發都日益顯示出基于開放接口標準的模塊形態。網絡數控已經成為制造技術研究的新寵。網絡數控的基本思想就是從系統角度出發，以集成為手段，以數控技術、計算機和網絡技術、通訊技術等先進技術為支撐，通過網絡將車間設備、資源加以集成，最終形成一個開放的、具有一定功能的網絡數控制造單元。

1 國內外數控系統發展現狀

　　目前，數控技術在發生根本性變革，由專用型封閉式開環控制模式向通用性開放式動態閉環控制模式發展。在集成化基礎上，數控系統實現了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，數控系統綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，實現了高速、高精、高效控制，并且在加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理；在網絡化基礎上，CAD/CAM與數控系統集成為一體，機床聯網，實現了中央集中控制的群控加工。

　　我國的數控系統大多為傳統的封閉式體系結構，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環節，數控設備在整個制造過程中只是一個封閉式的開環執行機構。在復雜環境以及多邊條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率等加工參數，無法在現場環境下根據外部干擾和隨機因素實時動態調整，更無法通過反饋控制環節修正CAD/CAM中的設定量，影響數控設備的工作效率和產品加工質量?？梢姡覈蓚鹘y封閉式體系結構的數控系統向開放式、多變量智能化控制系統發展。因此，研究和開發基于網絡、滿足現代制造過程的集成系統勢在必行。

2 網絡數控的作用

　　作為各種先進制造環境中網絡制造的基本單元，網絡數控系統的研究與應用尤為重要。網絡數控系統將為網絡制造、遠程制造、遠程診斷與維護及機床與各種網絡資源的相互共享等提供了最基本的支持。

　?。?）網絡數控可以充分地利用現有的資源。隨著計算機輔助設計+ 制造系統越來越快地進入實際加工過程，越來越多的信息需要方便快捷地與數控系統進行通信和交換，這樣數控系統本身所使用的高可靠性、高價位、低容量的電子盤就很難滿足實際的需要。如果具備聯網功能，處于惡劣環境的數控機床就可以共享環境清潔的辦公用高容量硬盤，然后數控系統通過局域網讀取CAD/CAM系統生成的加工代碼，并進行零件加工。

　?。?）數控系統網絡化將為遠程監控及網絡制造提供堅實的基礎。數控系統可以通過通訊網絡及時地向遠程監控點提供當前加工狀態信息，并接收遠程監控命令，為真正的全球制造提供最基本的支持。甚至，我們可以把某個數控機床像辦公網絡中的共享打印機一樣共享到網絡上。當然，這些功能對數控系統的開放性及自診斷性都提出了更高的要求。

　?。?）網絡數控系統不但能大大加強工廠加工信息的傳遞與管理，提高機械加工自動化程度及遠程監控水平，而且當數控系統產生故障時，還可以為數控系統生產廠家提供遠程診斷與維護，減少維護的盲目性及相關費用。

3 網絡數控的特征

　　結構特征：網絡數控把與制造過程有關的設備（ 如數控機床）、主控計算機、通信設施等按一定的結構和層次組合起來成為一個整體，具有層次化的結構特征。

　　功能特征：網絡數控系統通過DNC主機實現對制造車間的數控機床等制造設備的集中控制管理，并可實現與上層計算機的信息集成，具有與CAD/CAM/CAPP等系統的信息接口。

　　過程特征：網絡數控系統只涉及與產品制造有關的活動，不包括市場分析、產品設計、銷售服務等環節。

4 網絡數控系統的組成和調度層次

　　4.1 網絡數控的組成結構

　　網絡數控的控制結構一般包括三層：企業（公司）層、車間層（工作站層）和設備層，其組成如圖1所示。

　　4.2 網絡數控的調度層次

　　網絡數控系統通過信息和資源共享，可實現系統的自我協調，使系統運行于最優狀態。根據上圖的系統組成結構框圖，可以把整個網絡的調度層次分為三級，如圖2所示。

　　(1)企業層調度：主要負責車間與本企業內部其它部門之間的聯系或與動態聯盟中其它企業之間的聯系，以便傳遞任務，在網上發布信息和進行數據查詢等。

　　(2)車間層調度：完成服務器到數控系統的任務分配，以及車間內數控系統之間的有關請求，負責車間內資源共享。

　　(3)設備層：主要負責加工過程的調整、故障診斷處理等，是傳統數控系統的功能的擴充，運用多Angent技術，把每臺機床構造成Angent，使它們自主、協調地工作。

　　4.3 網絡數控系統功能的實現

　　網絡數控系統功能的實現主要是在數控系統的操作平臺上，實現各種信息的傳遞和交換。網絡數控系統平臺上的信息包括：基本信息、控制信息和系統狀態信息。

　　基本信息：它是在系統開始運行時建立的，并在運行中逐漸補充，包括系統配置信息（主要指用以初始化通信端口的加工設備通信參數的設置）和系統加工設備信息，如加工設備編號、類型、數量等；

　　控制信息：反映控制系統的運行狀態，特別是有關零件加工的數據，包括工程控制數據：主要指數控加工程序信息，如數控程序編號、零件工藝路線、數控加工程序代碼等；計劃控制數據：主要指加工任務信息，如加工任務編號、零件的加工批量和交貨期等。

　　狀態信息：反映系統資源的利用情況，它包括設備的狀態信息：該類信息在系統運行過程中會發生變化，如：加工設備入網序列號、入網時間、運行時間等；加工狀態信息：它反映設備加工狀態，操作方式、主軸轉速、主軸速率等；加工程序信息：如當前工件號、當前工序號等；刀具信息：如當前刀具號、刀具進給量等。

5 網絡數控的關鍵技術

　?。?）集成技術：網絡數控系統的集成是將原來獨立運行的多個單元系統集成為一個能協調工作和功能更強的新系統。集成不是簡單的連接，而是在分析原單元系統的作用和相互關系并進行優化組合的基礎上，經過統一規劃設計來實現的。集成的目的在于制造企業組織結構和運行方式的合理化和最優化，以提高企業對市場變化的快速響應能力，并追求最高的效果和長期利益。集成要借助現代管理技術、計算機技術、自動化技術和信息技術實現技術的集成，同時還要強調人的集成。計算機是集成的工具，計算機輔助單元技術是集成的基礎，信息交換是橋梁，信息共享是關鍵。

　?。?）接口技術：統一標準的接口是數控系統開放化的基礎，數控系統中的各個功能模塊就是通過標準的接口和通信協議連接起來。

　?。?）網絡技術：網絡技術的發展是網絡數控的前提和必要條件，完善的網絡系統和先進的網絡技術是數控網絡化的基礎。

　?。?）信息管理技術：信息管理是整個系統運行的保證，對于數控系統來說信息管理是至關重要的。機床加工的所有信息需要建立數據庫，數據采集、處理和維護都是通過相應的信息管理系統完成的。

6 網絡數控系統的信息管理模式

　　6.1 網絡數控管理信息的組成

　　網絡數控系統的實現離不開機床的信息管理，基于網絡的數據庫管理稱為網絡數控研究的關鍵技術之一。信息管理就是對實現機床物理數據的管理，以有效地利用資源，提高系統的整體性能，實現機床加工數據、圖形數據、任務調度數據和企業經營規劃數據等的相互協調。一個管理系統的核心功能，一是對外部數據的采集、處理、存儲；二是向外部傳送數據，如圖3所示。對于網絡數控系統，基礎數據庫管理功能模塊總體結構如圖4所示。

　　6.2 基于WWW的信息共享

　　網絡數控系統把車間內的設備有機地聯系在一起，網絡信息共享是整個系統平穩可靠運行的重要環節。它也使得數控系統的運行模式由原來單機工作模式變成了聯網運行模式，加工的同時，可以查詢網上的信息，共享網上的資源。信息共享是資源共享的一部分。信息共享包括數據共享和信息發布與查詢，是建立在ISO-SOI互連協議的基礎上的，用IP協議，通過數據庫服務技術來完成，在網絡數控系統和服務器上均建立數據庫，并建立相互之間的對應關系。系統上的數據庫負責維護本系統所有的加工數據，對于每臺機床的當前加工數據、歷史加工數據和加工結果統計數據等，每臺數控機床加工時，當前數據定時直接保存到本數據庫中，并修改相應服務器的歷史數據，以便其他工序對這些數據進行查詢。服務器數據庫記錄這個車間內的任務分配，各個機床當前加工狀態、加工結果統計數據等，數控系統要把自身數據庫中的部分內容定期地復制到服務器數據庫中，以供網上信息查詢和服務器對系統進行調度。

7 結束語

　　目前制造業正以飛快的速度迅猛發展，智能化、集成化和網絡化是今后開放式數控發展的必然趨勢?，F在網絡化數控技術還不成熟，因此針對網絡化數控的研究還有待于進行更深更廣的研究。