成都飞机公司CIMS自动化集成分系统总体结构

成都飞机公司CIMS自动化集成分系统（CAC-CIMS/FA）由平行的4个柔性加工单元组成，分别称为FDNC1、FDNC2、FMS1和FMS2。其中FDNC1和FDNC2是以DNC系统构成的柔性加工制造单元，FMS1和FMS2则是两个以柔性制造系统（FMS）为主构成的加工制造单元。本节主要简介FDNC1的车间布置、控制结构及功能（FDNC2情况类似）。图6-39是CAC-CIMS/FA-FDNC1的车间布置示意图，图6-40为CAC-CIMS/FA-FDNC1控制系统结构图，FA的通信系统结构如图6-41所示。

图6-38　CAC-CIMS系统功能示意图

图6-41中未将FDNC2和FMS2通信系统结构表示出来，但它们分别同FDNC1和FMS1具有相似之处。

CAC-CIMS/FA-FDNC1采用我国上海第四机床厂生产的XK-715立式3-1/2坐标数控机床，组成直线型车间布置，如图6-39所示。

CAC-CIMS/FA-FDNC1的工艺特点如下。

1）该系统设置了毛坯、在制品、夹具缓存，物流运输系统采用人驱动式小车，人工装卸物料，人工控制完成加工、清洗、检验、校形等工序。

2）10台加工机床及全套辅助设备布置在450 m2生产面积内。

3）零件的加工、清洗、检验、校形全部工序均置于组合夹具上完成。

4）人驱动式小车采用双工位旋转式转接台进行零件与毛坯的交换，用于存取零件/毛坯信息的条形码贴于组合夹具的一侧，物料的运输驱动和物料装卸均由人工完成。

5）机床旁边设置的计算机终端用于人工录入机床加工的状态信息，其控制系统结构如图6-37所示。

6）机床没有刀具库，机床的换刀由人工进行并由人工操作读入刀具条形码的信息，人工预置刀具寿命、完成文件在机床与DNC计算机之间的双向传输。

机床具有工件交换工作台，可在人工的控制下完成工件的交换工作。

7）工序的各工位均由人工参与操作和决策，人工反馈系统状态。(www.xing528.com)

从纵向看，它们的递阶控制结构基本相同，即包含了CIMS五层递阶结构中的车间层-单元层-工作站层-设备层，分别由车间控制器、单元控制器、工作站控制器和设备控制器四级控制系统构成。

1）车间层的控制管理功能由车间控制器完成。由于在FDNC1和FDNC2中，车间控制器所使用的计算机和单元控制器使用的计算机为同一机器，故称为虚拟车间控制器。车间控制器的基本功能是接受MRPⅡ系统中物料需求计划的工装交检单，并向MRPⅡ反馈刀具、专用量具及工装需求清单等，完成对整个车间4个制造单元的生产管理调度，如对各单元作作业协调与资源分配，对各单元的物料、刀具等工作站进行管理等。

2）单元层控制功能由单元控制器完成，它接受MRPⅡ系统的输出的单元作业计划，通过分解后生成单元的日作业计划。接受产品检验规程CAQP和测量机检测程序，动态管理协调各工作站作业任务，统计生产计划执行情况，反馈单元作业计划执行信息及各种报表、文档等。

3）工作站层控制由包括物料、检验、制造监控和刀具等在内的各工作站控制器，完成各自的控制管理功能。

4）设备层控制由包括加工中心、三坐标测量机、物料储运系统（如AGV）、刀具储运系统等底层设备控制系统，根据相应工作站的控制指令，控制相应设备的运行。

5）数据库和计算机网络是CAC-CIMS/FA，乃至整个CAC-CIMS的重要支撑技术。CAC-CIMS选用了ORACLE作为其数据库管理系统；网络协议选用了TCP/IP，以保证异种机联网。由于历史的原因，该公司在过去的计算机应用中已采用了IMAGE、FOXBASE、RMI等数据库管理系统，但CAC-CIMS系统设计方案中又采用了ORACLE为新的数据库管理系统，因此开发IMAGE/ORACLE和RMI/ORACLE接口，是实现新、旧系统资源共享的关键之一。在计算机网络方面，CAC-CIMS总体设计选用了基于TCP/IP协议的局域网作为工厂主干网中的MRPⅡ网和工程设计（CAD/CAPP/CAM）网，它保证了各种类型的微机和工作站都能上网运行。

6）FDNC1系统连接的CNC机床数控系统类型有FUNAC7M，FUNAC3000C；FDNC2系统连接的有FUNAC7M，MACS504，MACS508，ACRAMATIC950等。因此，FA系统内的DNC硬件接口平台分两类：一类用PC/XT机通过LINK板连接到TCP/IP网上，而PC/XT与下层设备通过异步串行通信接口RS-232C或专用硬件接口连接；另一类的接口平台为PLC控制器，它通过RS-232C上接工作站控制器计算机上的RS-232C，而PLC的输出/输入控制节点则直接下达相应设备的执行指令和状态反馈信息。两类连接方式的示意图如图6-42所示。

图6-42　CAC-CIMS/FA中的硬件接口

7）FA内物料的流动。FA中的物料流构成充分利用了工厂现有条件和资源，不过分追求高度自动化。例如使用“组合化”数控机床（即机床不设刀具库，换刀由人工进行；机床具有工件交换工作台，在人工的控制下完成工件的交换工作）。另外，人直接控制运输小车，把人引入系统，充分利用了人—机组合的优越性。