基于eXtremeDNC的数控机床网络通信技术

作者：中国工程物理研究院化工材料研究所

欢迎访问e展厅 展厅 1 加工中心/FMS展厅 车铣加工中心, 铣削加工中心, 钻铣加工中心, 镗铣加工中心, 五轴加工中心, ... 随着数控机床的普及应用，许多单位都拥有一定数量的数控机床。长期以来大多采取操作人员在机床操作面板上手工输入NC程序的方式工作，这种方式机械而烦琐，出错几率较大，工作效率低。虽然近年来有的单位采用了计算机进行通信，但所用的通信程序是基于DOS/Windows操作系统的单机通信程序，必须在机床端和PC机端交替操作才能完成通信，且通信距离十分有限，给操作带来许多不便。 随着计算机技术的发展，用一台计算机进行多台数控机床的程序管理和程序传输已经成为可能，而实施数控机床联网便可避免上述种种弊端。 一个单位的数控机床可能使用了多种不同的数控系统，按照传统的联网方式，一般是给每台机床配备1台PC机，针对不同的数控系统使用不同的通信程序，蔽端是显而易见的。采用eXtremeDNC进行通信，可以实现1台PC机管理多台数控机床的目的，且网络的连接非常简单，只需通过多端口串口HUB将1台PC机和多台数控机床连接起来即可。 1.eXtremeDNC通信软件功能特点 ASCENDANTTECHNOLOGIES公司所开发的eXtremeDNC专用数控机床通信软件，广泛地用于各种不同类型数控机床的数据文件的编辑、发送、接收、DNC、远程控制以及数控程序的轨迹校验，而且该系统操作简便，具有下述显著特点： (1)联网类型与数控系统无关，即无论数控机床采用那一种CNC控制，均可通过建立和修改控制方式表（通信协议），进行联网； (2)每个EXtremeDNC服务器能同时控制多达256台数控机床，并可实现长距离传输； (3)数据传输安全可靠，数据传输后可用文件比较器验证传输文件的准确性，并可对文件的不同点加以彩色标识； (4)独有的远程控制功能，可以在数控机床处直接从EXtremeDNC服务器中调用数控程序，机床操作人员无须操作计算机； (5)强大的权限管理功能，通过设置不同的权限，不同的操作者所控制的机床数量和权利是不同的； (6)对所有的数控机床的串口或所选择的串口同时做DNC，这对于比较长的数控程序的传输非常有用，尤其是在模具加工中； (7)能够实时数控文件比较、数控文件编辑、数控文件轨迹绘图； (8)软件的编写采用WindowsOffice风格，会Windows操作就会用eXtremeDNC软件，而且软件采用开放式结构，它可以无限地同第三方应用软件包交互使用，如Microsoft浏览器、计划任务程序、数据库和命令等。 2.通信硬件介绍 网络采用COMTROL公司生产的专用通信串口HUB，每口通信速率可高达230kBPS，所有口同时可达115kBPS。它通过多个串口接口（RJ45母口）可连接多台数控机床，并可通过Ethernet10/100BaseT设备接口与CAD网的HUB或服务器相连。 3.网络连接 将eXtremeDNC软件安装在本地网的一台微机上作为通信服务器，连接COMTROL的多端口HUB和计算机的网卡，然后由多端口HUB引出多条RJ45线到机床RS232口处，将RJ45线序改为DB25线序，并连接到机床的RS232端口。使用带屏蔽的5类双绞线通信距离可达100m，超过100m可采用长线驱动器。 三、系统调试 数控机床联网采用的是串行通信，而串行通信的特点是信息在一个方向上传输，只占用一根通信线，因此，这根线既做数据线又作联络线（硬件流控制的除外，采用联络线直连方式），也就是说，要在一根传输线上既传输数据信息又传送联络控制信息。要识别信息流中的联络信号和数据信号，就必须要有串行通信协议，也就是通信双方的一种约定，包括对传送速度、数据格式、校验方式和控制字符定义等的规定，通信双方必须共同遵守。通过修改通信协议，eXtremeDNC软件几乎适用于所有的数控系统。 系统调试过程实际上就是修改控制器属性（CSP）的过程。用户可以通过数控系统手册查到相应的通信参数，然后将eXtremeDNC软件中的“Setting”标签设置为与之匹配，主要是设置通信端口（CommPort）、波特率（BaudRate）、数据位（DataBits）、停止位（StopBits）、奇偶校验(ParityBit)、流控制(FlowControl)。如果你无法查到这些通信参数，eXtremeDNC提供了连接向导，通过它可以检测到与控制器相匹配的通信参数。 其次是设置接收和发送程序的路径(Path)、收件标签(Input)、发件标签(Output)、远程请求命令(Remote)，这些设置都根据数控系统的不同而有所改变，但并不复杂，因为软件本身提供了许多选项，你只需根据实际情况选择就行了。当所有这些参数设置好以后，数控机床便可与计算机进行通信了。 四、操作使用 系统调试完成后实际的操作就非常简单了，每次使用时只需打开计算机，进入eXtremeDNC主界面，由于设置了自动连接，软件自动与所有的数控机床连通，然后在机床端进行操作就可以了，机床操作人员无须操作计算机。 程序输出到计算机时，选中要输出的程序，直接使用MDI操作面板上的OUTPUT（或PUNCH、DATAOUT等，视数控系统而定），程序便输出到eXtremeDNC的收件箱（Inbox）中。 要调用计算机中的程序，需要使用远程请求文件。远程请求文件实际上类似于一个简单的数控程序，根据数控系统类型调试好后保存在数控系统的程序目录中。每次使用时先将远程请求文件中的程序名改为要调用的程序名，当然，该程序名必须是发件箱（Outbox）中存在的程序名，然后发送远程请求文件，最后使用MDI操作面板上的IUTPUT（或READ、DATAIN等，视数控系统而定）调入需要的程序。 以下举例说明FANUCOTE数控系统的远程调用过程： (1)打开远程请求文件O2222。 % O2222 WWGETP程序名WW M30 % (2)修改远程请求文件O2222，将其中的程序名改为3211。 % O2222 WWGETP3211WW M30 % (3)按“OUTPUT”键向计算机发送远程请求文件O2222（此文件并不保存在收件箱中，只是向计算机发出一个远程命令）。 (4)按“IUTPUT”键从计算机中调用程序O3211。 O2222为远程请求文件，它作为一个数控程序保存在数控系统的程序目录中，要调用计算机中的程序3211，则将O2222远程请求文件中的程序名改为3211，然后按“OUTPUT”键发送O2222，再按“IUTPUT”键调用3211，则在数控系统的程序目录中可以看见3211程序了。 远程请求文件O2222中的WW为命令起始符和命令结束符，GET为发送一个文件，P为程序名开头。由于FANUC系统固定使用字母O作为程序名的开头，故使用eXtremeDNC的字母翻译功能将字母P翻译为字母O，才能正常执行远程请求操作。同样，可以使用字母翻译功能将MDI操作面板上已有的字母翻译为其它没有的字母，以解决MDI操作面板上（特别是老的数控系统）字母不全的问题。 由于在控制器属性的(Path)标签中对每台机床设置了程序输入/输出的路径，每台机床有唯一的程序输入/输出目录，所有输入/输出的程序自动进入每台机床对应的收件箱（Inbox）/发件箱（Outbox）中，这样各机床的程序不会混淆，查找程序非常方便，而且软件对接收到的程序自动重命名为RECEIVE（X），这样便不会产生相同程序名的覆盖。 强大的权限管理功能使你可以根据需要任意设置对每台机床的操作管理权限，你可以同时和所有机床通信，也可以只和某一台或几台机床通信；对系统参数的设置、数控程序的拷贝和删除等操作都有严格的权限控制，不用担心会被无故修改。 内置的32位文件编辑器XYZPRO32Editplus可编辑2GB的数控文件，并可产生三维G代码轨迹，单步向前或向后执行代码，使得你在计算机屏幕上看到错误而不是在零件上。 使用传输程序的方法同样可以输出和调用数控系统参数以及PLC程序（ASCII代码文件）。 还有许多方便实用的功能，如文件比较、断刀点续传、日志管理等等，这里不再一一赘述，只有通过实际使用才能真正体会到该软件的优越性。 五、结束语 通过实施数控机床联网，将所有的数控程序、数控系统参数以及PLC程序（ASCII代码文件）都备份到计算机中，从而保护了系统资源；通过网络传输程序，既保证了数据的准确性又大大地提高了工作效率，并且通过DNC控制，解决了部分系统内存太小的数控机床不能执行较大的数控程序的问题；通过将HUB连接到上位CAD网，使CAD网中的任意一台计算机均可以根据权限管理任意一台数控机床，从而实现CAD/CAM设计和数控加工整个过程的计算机管理。 (end)

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