ГеММа-DNC: второе поколение

Сергей Зарубин, технический директор ООО «НТЦ ГеММа»

Андрей Илюхин, инженер-программист ООО «НТЦ ГеММа»

Антон Острижный, системный программист ООО «НТЦ ГеММа»

НТЦ «ГеММа»  в течение 20 лет обеспечивал поставки и внедрение сетевого оборудования для организации прямого управления станками с ЧПУ для различных предприятий промышленности. Силами наших специалистов система ГеММа­DNC была развернута на более чем ста предприятий России и стран СНГ, таких как: ОАО НПО «Московский радиотехнический завод» (г.Москва); ФГУП ЦАГИ им. проф. Н.Е. Жуковского (г.Жуковский); ОАО «Промтрактор» (г.Чебоксары); НПП «ИГЛИМ» (г.Баку); СП ОАО «Брестгазоаппарат» (г.Брест) и др.

Для оборудования с ЧПУ производства 1980­х годов, оснащенного системами перфосчитки или поддерживающими RS232­порт, система ГеММа­DNC является полезным и необходимым элементом. Надежность системы ГеММа­DNC изначально закладывалась очень высокой, на многих предприятиях она работает до сих пор. Использование системы удобно и для операторов, работающих непосредственно на станках: небольшой контроллер с дисплеем и клавиатурой обеспечивает как настройку соединения, так и передачу управляющих программ (далее — УП) на ЧПУ и обратно. Небольшим недостатком системы была относительно невысокая пропускная способность локальной вычислительной сети (ЛВС), которая, впрочем, соответствовала невысокой скорости обмена, поддерживаемой устройствами ЧПУ того времени.

Кроме механизма загрузки/выгрузки УП, технология DNC базируется на централизованном хранении информации на цеховом сервере. В первом поколении систем DNC в качестве хранилища УП выступала файловая система операционной системы. Для каждого станка создавалась отдельная сетевая папка, из которой осуществлялась загрузка и в которую выгружалась УП.

На современных станках необходимые для сетевого обмена устройства уже интегрированы в ЧПУ, подключение осуществляется по стандартной сети Ethernet. Одновременно с техническим перевооружением, которое происходило в 2000­2010­х годах, потребность в использовании системы DNC первого поколения в какой­то момент стала снижаться. Однако в последнее время интерес к системе DNC снова стал расти в связи с необходимостью централизованного управления хранением и загрузкой/выгрузкой УП и другой технологической информации на оборудование с ЧПУ.

В современной реализации системы ГеММа­DNC для хранения УП используется информационная система «Архив УП» (разработана на базе «1С:Предприятие 8.3»), в которой помимо управляющих программ хранятся необходимые для подготовки производства технологические карты наладки инструмента, карты базирования заготовки и другая необходимая технологическая информация. Сами УП хранятся с привязкой к номенклатуре изделий, технологическому маршруту, форме заготовки и станку. Такая информационная структура обеспечивает простоту поиска и доступа ко всей технологической информации, необходимой для работы (рис. 1). Операторы ЧПУ могут не только использовать УП из архива, но и возвращать туда отредактированные или разработанные непосредственно на ЧПУ управляющие программы.

Рис. 1. Окна «Архива УП» с различной технологической информацией

Аппаратная часть системы ГеММА­DNC второго поколения включает следующее оборудование:

• цеховой сервер;
• терминалы оператора, разработанные на базе планшетов или смартфонов;
• преобразователи интерфейсов для подключения оборудования по последовательному или параллельному порту;
• ЛВС.

Связующим звеном системы является общая локальная сеть, к которой подключены все компоненты. Для обеспечения высокой пропускной способности и помехоустойчивости установления соединений и передачи данных основная часть ЛВС выполнена на проводном подключении по протоколу Ethernet.

Станки подключаются к ЛВС с помощью преобразователей интерфейсов, в зависимости от имеющихся у станка портов ввода/вывода. Чаще всего используется преобразователь Ethernet/COM, обеспечивающий подключение станка через последовательный порт, реже применяются преобразователи на параллельный порт. Более современные станки обычно оснащены портом Ethernet.

В качестве сервера может использоваться мощный персональный компьютер, на котором развертывается специализированное программное обеспечение. С помощью сервера осуществляется передача УП на станки и со станков, прием команд с терминалов, передача на терминалы информации о работе системы и электронных документов.

Функции терминалов может выполнять широкий спектр устройств, например персональный компьютер, планшет, мобильный телефон. Терминалы используются только для ввода команд и отображения информации, поэтому им не требуется высокоскоростное и высоконадежное подключение и они могут быть подключены к ЛВС и далее к серверу по беспроводной связи. Непосредственно к станкам с ЧПУ терминалы не подключаются (рис. 2).

Рис. 2. Схема аппаратной части системы ГеММА-DNC

Программная часть системы ГеММА­DNC второго поколения включает следующие программы:

• программное обеспечение (ПО) web­сервера;
• сервисные программы (передача, прием, подготовка визуализации прохода и т.п.);
• информационная система «Архив УП».

ПО web­сервера обеспечивает интеграцию с хранилищем файлов УП и технологической информации, обмен УП с производственным оборудованием. Кроме того, в ПО web­сервера входит web­интерфейс для терминала, который обеспечивает:

• прием и передачу команды на загрузку из архива УП на станок;
• прием и передачу команды на сохранение УП со станка в архив;
• загрузку и просмотр технологической документации из базы данных.

Web­интерфейс может быть открыт на любом устройстве, имеющем программу­браузер. После авторизации пользователь попадает на страничку станка, которая содержит список УП, которые могут быть выгружены на станок, а также список электронных документов, которые могут быть просмотрены на терминале.

Для управляющих программ доступна опция загрузки и отображения ее хода. Команда Загрузить на станок запускает серверную сетевую задачу, которая полностью обрабатывает весь процесс передачи УП на станок. Для быстрого внесения поправок в исходный код программ предусмотрен простой визуальный редактор (рис. 3). Кроме того, имеется опция просмотра электронной документации прямо на терминале, с помощью которой могут быть отображены текстовые, графические документы и документы в формате PDF.

Рис. 3. Окна web-интерфейса терминала для загрузки и редактирования УП

Загрузка управляющих программ из «Архива УП» выполняется в два этапа. Сначала УП, составляющие текущее производственное задание, выгружаются в сетевую папку соответствующего станка, — эта процедура может быть выполнена или мастером производственного участка или программой­роботом, в соответствии с производственным планом. Загрузку УП из этой сетевой папки на станок оператор осуществляет самостоятельно. В конце рабочей смены он может выгрузить отредактированные УП в ту же сетевую папку. Загрузку отредактированных и сохраненных в сетевой папке управляющих программ в «Архив УП» осуществляет мастер или программа­робот.

В настоящее время станки с ЧПУ широко применяются в различных отраслях обрабатывающей промышленности, в том числе на небольших и средних предприятиях. Кроме оперативной и удобной загрузки/выгрузки УП на станки, система прямого управления станками с ЧПУ ГеММА­DNC позволяет организовать упорядоченное хранение, поиск и использование управляющих программ и связанной с ними технологической информации разными категориями пользователей. Кроме элементарного порядка такой подход обеспечивает сохранность интеллектуальной собственности предприятия, так как сохранение разработанных УП входит в обязанность не только программистов­технологов, но и операторов ЧПУ.

Наряду с тем, что НТЦ ГеММа продолжает поддержку системы DNC первого поколения (в том числе выполняет ремонт ранее поставленного сетевого оборудования), наше предприятие готово провести ее модернизацию с учетом современных решений и одновременным расширением возможностей управления оборудованием с ЧПУ.