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基（jī）於以（yǐ）太網的計算機與數（shù）控係統通信技術研究

2018-3-28 來（lái）源：陝（shǎn）西科技（jì）大學，榆林林業學校作者：王海文懷興（xìng）

摘要:當下數控機床被廣泛的應用,其加工的程序也開始不斷的擴大、精（jīng）準率不斷的（de）提高（gāo）,其計算量也隨之擴大,所以傳（chuán）統的數控係統的手工的輸入方（fāng）式已經不能滿足日益（yì）增長的需求,所以必須要對數（shù）控機床的通訊技術進行研究,以滿足當下各方麵的快速增長的（de）需要。

關鍵（jiàn）詞:以太網;計算機;數控係統

0、引言

DNC係統是計算機的直（zhí）接數控、分布式的機床的管理,是計算機與具有數控裝（zhuāng）置（zhì）的機床群使（shǐ）用計算機網絡技術組（zǔ）成的分布在車間中的數控係統,該係統對用戶來說就像一個統一的整體,係統對多種通用的物理和邏輯資源整合,可以動態的（de）分配（pèi）數控加工任務給任一加工設備。是提高設備（bèi）利用率,降低生產成本的有力手段,是未來製造業的發展趨勢。隨著（zhe）計算機技術的不斷發展,DNc係統已經慢慢的開始成為當前（qián）車間中（zhōng）連接機床的網絡工（gōng）具,提高數控機床的使（shǐ）用效率,提高企（qǐ）業的勞動率,實現車間的網絡化。

當下數控機床被廣泛的應用,其加工的程序也（yě）開始不斷的擴大、精準率不斷（duàn）的提高,其計算量也隨之擴大,所以傳統（tǒng）的數控係統（tǒng）的手工的輸人方式已經不能滿足日益增長的需求,所以必須要對數控（kòng）機床的通訊技術進行研究,以滿足（zú）當下各方麵的快速增長的需要。

1、DNC網（wǎng）絡的構建

1.1 通信係統的結構

DNC的控製係統的網（wǎng）絡結構主要由三層構成,第一層是服務器,第二層是DNC的智能終端（duān）係統,第（dì）三層就（jiù）是（shì）數控機床。而車間的忘了則主（zhǔ）要包括兩個部分,第一（yī）個（gè）部分就是車間（jiān）的服務（wù）器和DNc係（xì）統智能終端相互構成的（de）局域網,另一個部分就（jiù）是DNC的智能終端係統與數控設備之間的通信網絡。在局域（yù）網中,都是采用的以太網進行的組網,以太網是目前（qián）最受歡迎的一種計算機網絡技術,其低廉的價格和應用的廣泛等因素,成為當前開發商和生產商的青睞。當（dāng）前的局（jú）域網中（zhōng）采用的都是1P或者TCP通信協（xié）議,這種通信協議通過以（yǐ）太網在工業中建立成一種星型的拓撲結構,為車間中的服務器連接的數控設備的容量大大的增加。車間的電磁輻射非常大,容（róng）易對係統造成幹擾（rǎo）,所以就有必要對係統的抗幹擾（rǎo）的能力和穩定性進行加（jiā）強。因此在網絡的組建中采用衰減較小、串擾小的D級水平與垂直布線,DNc智能終端外麵采用密封的金屬殼。還存在一些機床與車（chē）間的距離很遠,所以為了提高數據傳輸的準確率,在（zài）以太網交（jiāo）換機的連接方式中采（cǎi）用級聯,以增加數據（jù）網絡的（de）傳輸（shū）距（jù）離。智能終端係統與設（shè）備之間的連接網絡一般都（dōu）是采用船型通信的辦法來提高係統的通用性,方便對整個係統（tǒng）進行管理與維護。

1.2 DNC智能終端平台的選擇

隨著當下各種技術的發展與應用,各種設備都開始了技術革新,PC機技術（shù）也開始向嵌人式的方向發展,嵌人式的PC機在體積（jī）與散熱功耗方麵（miàn）都有著很大的應（yīng）用潛力（lì）,所以在當前的硬件平台的原則依據（jù）都是根據它的通信功能。同時所原則的平台（tái）必須要有以太網的通信接口、串行通信接口,才能滿足（zú）整個車間的需求,除此之外還要具備較小體積的終端和（hé）較強的電磁幹（gàn）擾能力。

2、關鍵技術

2.1 NC程序批量傳輸（shū）技術

在（zài）工作車間中多（duō）台的機器經常一起工作（zuò）,所以在車間中就要要求服務器的處理速度要（yào）非常的快,也就決定了（le）其負荷量非常的大,傳輸網絡所要傳輸的數據量也非常的大。所以為了保證傳輸的準確性（xìng）,就（jiù）采用Nc程序批量傳（chuán）輸（shū）技術,就是在DNc智能終端係統中（zhōng）加人具有大容量的存儲設備,再（zài）把一些大型的數控程序下載到（dào）終端中以（yǐ）保證多台設備同時運行,並保證其可靠性與實時性,減少網絡係統的負荷量。

2.2 軟插件技術

不同的數控機床之間的通訊協議是不同的,所以在（zài）某個數控機床（chuáng）上適用的通訊協議（yì）並不（bú）一定（dìng）會適用於另一個（gè）數控（kòng）機床設備,所以通訊設備的通用性非常的差。所以為了增強程序（xù）的通（tōng）用性（xìng）,就建立了一種軟插件庫,這種軟插件庫的係（xì）統是運用的異構數控係統,當（dāng）整個通訊單元開始工作前就對機床的型號今進行分析（xī）,然後再根據（jù）機（jī）床（chuáng）的（de）特點進行下載程序,大大的提高了程序係統（tǒng）的適用性。同時這（zhè）種技術還具（jù）備一個優點,就是在下載完畢程序之後不必對整個通訊協議進行重新編程,隻需要安裝上就可以運行,大大的節省了數控（kòng）機床的改造的時間。

2.3 數控程序（xù）斷點續（xù）傳技（jì）術

DNC係統中的計算機通過網絡將（jiāng）程序文件傳輸到機床中,機床則是接受文件的同時（shí）加工,所以並沒有對程序進行保存,所以當（dāng）數控（kòng）機床在（zài）長期連續工作的情況下出現意外中斷後,加工程序也糾結隨之停止（zhǐ）,但是一旦開始運轉後機床（chuáng）沒有保存程序,就必須要重頭開（kāi）始。所以在數控機床的（de）程序中加人斷電續（xù）傳的技術,就（jiù）可以有效的解決這一問題,提高生產運作的效率。

3、係統的特色

(l) 以太網的傳輸技術具有傳輸距離遠、速度快的優勢,同時還有非常強的抗幹擾的（de）功能,為不（bú）同的車間提供不同的需要（yào）。(2) 智能（néng）終端係（xì）統運用的是WINDOWS係（xì）統和Pcl04板,滿足（zú）了（le）以太網的通（tōng）信、串信,並且還具備（bèi）uSB接口,使整個係統的功能（néng）擴大,不僅僅滿足當前的需求,並且還有很大的擴展空間。(3) 數控程序斷電技術的應用使整個係統提高了（le）刀具補償的功能,中斷（duàn）續點功能為係統的運行效率及穩定性都帶來了極大的保障。(4）幼數控麵板中還應用有萬能的輸人（rén）技術（shù）,增（zēng）大了數控係統麵（miàn）板的輸人方法的通用性,克服了當下數控（kòng）麵（miàn）板中字符的問題,提高了係統的完整性。(5) NC程序的批量傳輸（shū）技術不（bú）僅僅實現了在線加工中可（kě）靠性（xìng）與實時性的提高（gāo）,同時還具有（yǒu）超大容量的存儲（chǔ）設備,增加了（le）對下載程序的容量,提高了下載和傳輸的效率。

4、結語

基於以太網（wǎng）的計算機與數控（kòng）係統的通信技術的研究,就是利用數控機床中的RS一（yī）232串口來實現的（de）數控機床網絡化的功能,其為車間的網絡化的管理提供了基礎,同時還提高了整個機床（chuáng）係統的運行效率（lǜ）,實現了（le）係統的智能化與網絡化,以（yǐ）及提高了係（xì）統（tǒng）的穩定性與適用性（xìng）。

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