處理經濟型數控機床在網絡上的問題
更新時間：2015-05-27 點擊次數：2778
經濟型數控機床是指具有針對性加工功能但功能水平較低且價格低廉的數控機床，它主要是由機械和電氣控制兩大部分組成，其故障按故障源可分為機械故障和控制系統故障兩類；按運行情況分有不運行類，運行加工尺寸超差無規則類和運行加工尺寸超差有規則類等；就其數控系統而言又可分為硬件故障，軟件故障和干擾故障三大類。
處置傳統經濟型的數控機床的網絡通訊和操控技能疑問，經過網絡來完結NC程序的中心效勞器會集辦理及網絡通訊。然后習慣現代制作技能的開展。
1 需要剖析
1.1 傳統經濟型數控機床存在的疑問
傳統經濟型的數控加工設備按數控體系分類首要有：FANUC體系(其間包含3T、7M、HC-6、6MB等)、AB公司體系、國產3B線切割體系等：按數控程序輸入/輸出通訊接口類型分有三類：一類為僅有RS232/RS422串行口，二類為僅有紙帶閱讀機8/5單位并行口，三類一起包含前兩類接口。這三類機床一起還存在相同的疑問即是：內存容量較小，不習慣雜亂、大型面、高精度、長程序零件的加工：它們的對外接口才能差，沒有DNC功用，不能完結在線加工以及網絡操控等疑問。
1.2 期望的處置方案
本著滿意zui根本的運用需要、且留有必定的可擴充性及功用進步的潛力的條件，來改進數控加工技能運用環境。就此提出了以下處置方案：機床通訊接口的硬件改造，關于各類機床規劃相應的通訊接口板卡：通訊操控軟件的開發，以完結各機床的單機通訊功用：開發其它輔佐功用(如：數控程序中加工信息的獲取、數控程序圖形模仿、長程序的在線加工等)，補償和增強原數控體系功用：網絡體系的挑選與通訊協議的界說及網絡體系操控軟件的開發，完結數控程序的中心效勞器會集辦理和網絡通訊。
2 軟件開發原理
體系的軟件由兩有些組成，一是網絡操控體系的操控軟件，再一個即是現場效勞器與各類機床的通訊軟件。
網絡操控體系操控軟件的開發原理
網絡操控體系的操控軟件裝置于中心效勞器中，其規劃原理是：中心效勞器不停地接納并剖析從各端口送來的懇求、指令、信息等數據包。當一個數據包接納結束后，它將首要經過包中的校驗碼進行驗證該包在傳送進程中是不是犯錯。若犯錯，它將宣布“重發”指令給原發客戶端：若正確則進行相應的處置。
現場效勞器與各類機床的通訊軟件開發原理
關于各類機床與現場效勞器的通訊，軟件開發的根本原理是：要將數控程序傳入數控機床，首要將數控程序轉換為機床能辨認的代碼EIA碼或ISO碼，然后以數據包的方法讀入現場效勞器內存，再逐字節地向數控機床操控體系發送，一起計算機不停地監測機床接口的狀況寄存器的狀況。從機床傳出數據，通訊操控軟件總是從其程序代碼的結尾開端至慣例內存的頂端(0A0000H)作為接納數據的緩沖區。
3 體系布局
網絡體系構成及功用
整個網絡體系是由中心效勞器、網絡接口、雙向數據轉換器、現場效勞器、1分N口并行數據收發器、數據接納器以及經濟型數控機床等組成。網絡體系的體系構成示意圖見圖1。體系作業方法為客戶/效勞器方法。
中心效勞器是整個網絡的中樞有些，它首要完結的是對各級效勞器的全體操控。它選用后臺中止作業方式，不需要人的干涉，并且其前臺還能夠進行其他作業。
現場效勞器是客戶端，既擔任起數控效勞器的功用，又具有強壯的網絡通訊功用，它承受中心效勞器下達的各項使命：從網絡上獲取由中心效勞器傳來的數控加工程序的數據信息，并把這些數據信息傳送到NC文件庫：將已加工過的數控程序反應到中心效勞器。能從體系的NC文件庫中獲取相應的數控代碼，并從中獲取有關的加工零件數據和信息，對其進行處置，完結NC程序的圖形模仿等作業。別的，對需用長程序的零件加工，現場效勞器還完結長程序的在線加工使命。
現場效勞器可一起效勞于多臺數控設備，依據需要在車間必定的空間范圍內(比方：一個小的作業間，一個小的部分區域)設置網絡節點，放置一臺PC機作為現場效勞器，一臺效勞器依據實踐需要靠選用1分N口并行數據收發器來效勞于多臺數控設備。
體系網絡體系布局及通信協議的挑選
體系中的各種信息都是經過網絡來傳輸的。在計算機網絡開展上，影響較大的網絡體系首要有：OSI七層參閱模型和TCP/IP體系布局模型。OSI參閱模型是ISO7498標準。TCP/IP體系布局是當時盛行的Internet網絡所運用的體系布局，雖然它不是標準，但在計算機網絡體系布局中卻占有非常重要的位置。這是由于雖然OSI的體系布局從理論上講對比完好，其各層協議也思考得很周全，但事實上，*符合OSI各層協議的商用商品卻很少進入商場，遠遠不能滿意各種用戶的需要。但是運用TCP/IP協議的商品卻很多涌入商場，簡直一切的作業站都配有TCP/IP協議，并已變成計算機網絡事實上的標準，通稱“工業標準”。為此，咱們在數控機床的網絡通訊體系中，選用的是TCP/IP的網絡體系布局，該體系把計算機網絡分為四層，即運用層、傳輸層、網絡層和網絡接口層。
TCP/IP體系布局為傳輸層擬定了兩種協議即：傳輸操控協議(TCP)和用戶數據包協議(UDP)，UDP為用戶供給進程無銜接的數據報協議，數據包以獨立包的方式傳送，效勞不供給無錯確保，數據能夠丟掉、重復或失序：數據包的長度也受一次處置zui大長度的約束(默認值為8192字節，zui大值為32768字節)，不進行包的拆分和重組操作：而TCP協議是一個牢靠的全雙工的字節省的面向銜接的協議，TCP和UDP比較傳輸牢靠、數據無過失、無重復，可按發送次序接納，數據為字節省，其長度不受約束，為用戶供給虛電路效勞，并為數據的牢靠傳輸供給查驗。依據數控加工的特色，雖然數據包在傳輸量小于2048個字節時UDP牢靠性非常好，但數據包效勞是單包、無序傳送，而體系的網絡通信明顯不能確保一切傳輸的信息都小于2048個字節，因而，只能選用TCP作為體系的傳輸層協議。
運用層的通訊協議的挑選既要思考到數控加工的特色又要具有實時性、牢靠性以及數據傳輸量大等特色。本體系另行開發了根據TCP/IP協議族的相應協議，擬定了運用進程之間傳輸的信息的特別意義。
通訊協議的完結
體系協議，即是確保客戶端和效勞器端的運用線程之間能互相、及時、有序地傳送信息，并能互相毫無過失地對信息進行語法剖析和解說。
關于網絡操控體系，其傳輸信息有自個共同的意義。在客戶端和中心效勞器間傳遞的信息，首要有客戶端的懇求信息、數據信息和中心效勞器端的狀況信息。
客戶端的操控信息又分為兩種：網絡操控信息和加工操控信息：效勞器端的狀況信息也分為兩種：銜接狀況信息和客戶端的狀況信息。
在體系的協議中，這些信息都規則了相應的格局標準，客戶端的網絡操控信息首要用于與效勞器銜接的樹立、保持和開釋。加工操控信息由操控指令字、操控參數組成。網絡通訊協議格局為：“cmd，1byte指令代碼，1byte指令長度，指令參數，4字節的校驗碼(XC)”。‘cmd’為指令引導碼，用以標識指令的開端：‘指令長度’只包含指令參數及校驗碼的長度。若無指令參數，則為4，校驗碼將無意義也不被查驗，但仍是有必要發送。
傳輸的數據包的結尾4字節為校驗碼。前3字節為該包的一切字節的和，第4字節為一切字節的異或值。若發送進程中有數據發作過錯，則第4字節的校驗碼必定不正確。因而，靠監測第4字節校驗碼來確保通訊數據的牢靠性。
4 硬件規劃原理
體系在效勞器端運用2/4/8口RS422A接口卡進行轉接，進入現場后選用RS-422/RS-485雙向數據轉換器轉接至現場效勞器。2/4/8口RS422A接口卡與RS-422/RS-485雙向轉換器均選用工業操控標準接口板卡。
當現場效勞器效勞于多臺數控機床時，選用“1分N口并行數據收發器”分接于多臺機床。“數據接納器”是專門關于僅有紙帶閱讀機8/5單位并行口的機床(如線切割機)而規劃的。它完結機床與PC機的通訊以及完結數控程序的在線加工。“1分N口并行數據收發器”與“數據接納器”的規劃的根本原理圖見圖2。
運用數據接納器時，在機床接線上要作相應改動，即：在原紙帶閱讀機的輸出信號線上經過三態門并入相應的3B代碼數據信號，將原體系發送給紙帶閱讀機的步進信號作為操控體系寫入數據的守時信號。體系規劃時，設置了操控開關，用于挑選運用原紙帶閱讀機仍是運用數據接納器。
