数控机床联网DNC现实与展望(上)

摩天

　　一、概述
　　随着计算机技术的发展，以往使用PRP(纸带阅读穿孔机)与CNC系统进行NC程序输入/输出的技术，由于纸带的保存，管理，容量，可靠性等，存在着不足之处，正逐渐被淘汰。
　　许多CNC系统生产厂家目前都能提供计算机NC程序服务功能，但仅限于自己的CNC系统，互相之间并不通用。同时，随着市场经济和企业信息化的发展，企业数控机床的数量越来越多，而传统的单机管理模式因技术手段落后、生产效率低、管理与维护费用高昂等弊端已不能适应企业发展的需要，再加上用户使用了多种信息管理系统，如ERP，PDM，CRM，CAD/CAPP/CAM等，各种系统之间还必须考虑信息共享，以避免信息化孤岛，因此，使用集成式DNC技术对数控设备群进行管理势在必行。
: t. @' v4 I  s. L2 I　　目前，广大数控机床用户对实行数控机床网络DNC的管理已经达成了共识，但在真正实施过程中应该做到什么程度，取得何种效果还是不明确，在目前国内数控机床网络DNC领域还存在着一些鱼目混珠的现象，而且DNC又处在一个高速发展的阶段，各种新的网络结构、高新技术不断涌现，更容易让广大数控机床用户眼花缭乱，本文试图在此作一个简明的介绍。
　　二、数控机床网络DNC的几种模式
; H% W/ {: p8 T; ~' `　　目前，数控机床网络DNC一般采用三种网络接口，即：基于串行通讯RS-232C模式，以太网络模式和现场总线模式，以下分别做一简要说明。
　　1.串行通讯RS-232C模式
8 d7 M8 A$ b. j　　目前，在DNC市场上通过RS-232C口通讯产品存在着两种类型(包括三种结构)的产品，即带机床操作盒和不带机床操作盒两种，其结构分别说明如下：
　　(1)带机床操作盒模式，如图1所示：
  L$ |' _5 [/ t) d. v6 q) d
1 b$ e  f; M5 H0 B+ a% X　　图1 DNC网络结构图形式一
1 f7 c! U- d- m　　这种连接方式是九十年代中期出现的模式，在当时大家还普遍使用单机传输的年代此方式是一种创新，可以说它代表了当时我国DNC产品的最高水平。MOXA C320Turbo卡(或其它多路串行通讯卡)是通过ISA(或PCI)插卡的方式与计算机连接，再通过一根带屏蔽的10芯电缆线接通讯模块，每个通讯模块带8个通讯口，可以多个通讯模块级联，最多可以8个，每个计算机又可以扩展4个ISA(或PCI)插卡，这样一台计算机最多可以扩展256个RS-232口。通讯模块与计算机之间距离不能太长，一般在十几米左右。程序的上传和下载是通过操作机床操作盒来实现的(当然，数控端也还要进行相关的上传下载操作)。
　　(2)新型带机床操作盒模式，如图2所示：

　　图2 DNC网络结构图形式二
　　注意,此图与上一图的一个最大的区别是：MOXA的多路串口服务器变为CN2516(或其它多路串口服务器)，它是一个局域网络上的一个节点，通过HUB或交换机来与NC程序管理计算机相连的，这样，它可以放在车间的任一固定位置上，大大减少了车间到计算机室之间的布线，只需一根网线即可，另外，CN2516还可以多台计算机上安装其驱动程序，多台计算机同时监视控制，给用户的维护工作也带来方便。
& G0 W' u. W+ ?6 c( i　　(3)现代模式(不带机床操作盒)，如图3所示：

+ P4 _9 E- V- g9 ?$ R　　图3 DNC网络结构图形式三
　　此类型是在上一类型的基础上变化而来,它去掉了机床操作盒,连接更简单,其它通讯功能完全一样，甚至可以做得更强，更方便。目前市场上大部分DNC厂商提供的产品均是基于此模式下的。
4 [: M9 b/ X) _' D  T& M　　由于去掉了机床操作盒，程序发送和接受程序的文件名称等通讯信息就需要由CNC来发送，一般的做法是：在CNC上编制一个特殊的程序(此程序并不真正执行，所以并不需要关注它是否符合语法规则)，其中包含一些特征字符串来表达发送程序或接收程序，比如：
　　(A)程序请求
　　%
　　O1000
　　(/GETXXXX) (其中XXXX代表需要请求下传的文件名称)
　　M30
　　%
　　编制好此文件后，先将此文件发送给计算机，计算机接收到此文件后就进行分析，如果是请求文件下载指令，就生成一个程序下载队列，等待机床发送开始下传指令后就将请求程序下传。
  D# l% l# `$ P　　(B)程序发送
　　程序发送时，只需在原程序中加入特征字符行即可，此代表你希望在计算机上保存的文件名称。例如：
　　%
$ c, b; w% R& j7 S　　O1000
! ~, n/ a- v9 w$ R; b　　(/NAME XXXX) (XXXX代表希望在计算机上保存的文件名称)
4 s+ s. E6 i: D! ^5 {　　…
, w) F: a# [4 ?0 V" _- D　　M30
: L+ X4 ^9 z) @0 y0 N　　%
, C) u9 x$ g7 c9 `6 T- b　　当前文件上传到计算机上后，计算机如果分析到特征字符/NAME(特征字符的型式应根据系统的特殊要求而定，在此仅作示意)，就将当前文件保存到其后的字符串所代表的文件中，如果未找到特征字符则保存到“O1000.NC”中(即程序号前加字母O)。
% }. k7 Y/ ~+ r: L( e- d/ M　　2.现场总线模式
# u6 U5 R) C, g+ [! H　　虽然目前在数控车间DNC系统中应用最为广泛的就是RS-232串行通讯接口，但是当DNC主机连接的CNC设备比较多时，就存在着连线多、通讯复杂的问题，而且串行接口可靠性差、速度低，基于这些问题，迫使人们去寻求更好的解决方案。
文章关键词： 数控   机床   DNC