車間DNC系統軟件的設計與應用

陜西法士特汽車傳動集團公司 肖 穎 金衛華

車間DNC系統軟件的設計與應用

陜西法士特汽車傳動集團公司 肖 穎 金衛華

DNC技術作為實現設計制造過程集成的重要手段,已成為實現車間各數控設備之間信息共享，保證企業高效生產的重要途徑。本文首先介紹數控車間DNC系統通訊軟件的建模原理，通過建立參數數據庫，自動設置機床與計算機通訊的串口參數，其次解釋了軟件的實現過程及其使用方式，實現串口通信、文件編輯等功能，以保證數據能夠快速、穩定的傳輸。

建模原理 通信參數 數據傳送 信息共享

引言

DNC系統是現代化工業生產中的新型的，發展十分迅速的高新技術。它是發展高新技術產業和尖端工業的關鍵技術。DNC系統可以顯著提高數控機床的使用效率；可以提高企業車間的管理水平、集成化生產能力及敏捷制造能力；能減少數據輸入錯誤，簡化NC程序管理；能增加加工系統的柔性。

一、DNC系統應用軟件的建模原理

數控車間DNC系統軟件應主要實現兩個基本任務：串口通信和異構數控系統通信。為實現這兩個基本任務，將整個系統分為串口通信模塊、文件編輯模塊、系統界面模塊、通信協議異構模塊等四部分組成，其中串口通信模塊主要控制與數控設備的串行通信的所有內容，它主要包括端口選擇、數據發送、數據接收、遠程調用等。而文件編輯模塊主要負責對NC程序文件的編輯，它可以對機床傳來的NC程序文件或欲傳給機床的NC程序文件進行修改編輯工作。系統界面模塊主要是進行對本系統軟件的界面設計。通信協議異構模塊主要進行對通信協議及參數的設置，它主要包括通信參數設置、文件異構等。在這些功能模塊中最為核心的是串口通信模塊和通信協議異構模塊。這些模塊共同決定了軟件的性能。

二、數控車間DNC系統軟件的關鍵技術研究

1. MSComm串口通信控件。在DNC主機與數控設備之間的串口通信是實現設備網信息集成的主要技術手段[1]。為實現串口通信，以VB6.0編程環境為例，引用MSComm控件、FSO(FileSystemObject)文件系統組件對象以及按鈕、時間等控件。而MSComm控件在所有控件中處于核心地位，這是因為應用程序是通過MSComm控件訪問DNC主計算機上的串行端口（即MOXA卡上的串行端口）來進行數據的傳送與接收的。MSComm控件通過事件驅動通信的方式來處理串行端口的交互操作。在許多情況下，在事件發生時需要得到通知，如在CD或RTS線上一個字符的到達或一個變化發生時，可以利用MSComm控件的ONComm事件捕獲并處理這些通信事件。ONComm事件還可以檢查和處理通信錯誤。在程序編制過程中，通過這些參數的合理的設置就可以使計算機的串口參數滿足與機床通信的所有要求。

2. 異構數控系統通信。 由于許多機械制造企業購置數控機床的時間不同，銷售商不同，因而其所配數控系統也不盡相同。數據傳輸接口、通信協議也不相同。到目前為止，還沒有一種能兼容眾多數控系統通信協議的標準通信協議。因此為實現異構系統集成化管理，研究異構數控系統通信非常必要。以軟件為主要技術手段實現異構數控系統的通信是一種十分有效的方法。DNC計算機與采用某種通信協議的數控系統通信時，數控系統首先要提供其通信協議，其中包括通信參數與文件格式信息，這些參數與信息是在機床出廠時就由生產廠家預先設計好的，所以應用程序應該先將配置好的通信協議存入通信協議數據庫，這樣在使用本軟件時就可以不需要每次都對欲通信的機床進行通信協議及參數的設置，只要在使用時調用通信協議數據庫相應的通信協議來配置串口，將信息嵌入到通信程序中就可以進行通信。

三、DNC主機與數控設備通信程序流程

DNC主機與數控設備通信程序流程中采用的是軟件握手的方式，即采用互相傳遞XON/XOFF字符來進行握手, 采用X0N／X0FF協議作為通信協議雖然實現簡單、效率高，但不具有出錯恢復的能力，采用這種協議的一個重要原因是X0N／X0FF協議可方便對機床的一些故障進行初步地判斷.對數控加工設備的控制以及數控加工設備向DNC主機提出申請都是以文件形式來實現的。由于本系統運行于工作條件比較惡劣的工廠車間及加工實驗室，周圍環境會對系統的運行造成比較大的干擾，因此保障網絡安全以及數據的準確無誤是非常重要的。比如：采用X0N／X0FF握手協議后，系統是否發送字符需根據X0N／X0FF信號，如果信號在傳送的過程中丟失，則很有可能引起線程無限期地等待而導致死鎖。

四、DNC系統軟件程序設計的界面

1. 數控車間DNC系統軟件的主控界面。程序與數控機床旁邊子機進行通訊功能時的界面，是程序的進行與數控系統傳輸文件的界面（單擊主控界面上方的“顯示”按鈕出現右邊的“文件傳輸”部分，同時“顯示”按鈕變為“隱藏”按鈕；再單擊此按鈕，則程序只顯示使用通訊功能的簡單界面。）界面上方的兩個狀態燈可以顯示相應 RS-232端口的狀態，紅燈表示端口為打開狀態，黑燈表示端口當前狀態為關閉，兩燈右邊的顯示框可以顯示對應端口的參數狀態。端口的打開、關閉用界面最上面的打開串口與關閉串口來控制。DNC通信系統的絕大部分操作在通信管理窗口可以實現。

2. 通訊參數設置界面。就是在編程軟件中的通信參數設置功能界面，在該功能界面中主要有：通信參數的設置包括欲通信機床號、波特率、奇偶校驗、數據位、停止位等信息。以上組件是以數據綁定控件的形式出現。另外還有確定、打開、添加、保存、返回按鈕，目的是完成對參數信息的修改、保存、添加通信參數配置功能界面以及迅速選取想要通訊的機床參數和返回上一界面等功能。數控加工文件（即NC程序）的格式必須同數控設備的CNC控制器所要求的文件格式一致，否則CNC系統將無法識別NC程序的內容,且應用程序在遠程調用時無法找到文件名。而隨著CNC系統的不同，文件格式也不盡相同。所以在與數控機床進行通訊時，首先要把通訊端口的參數設置成與要通訊機床的一樣。

這些通訊端口的參數是在VB6.0環境下建立了參數數據庫保存起來的，數據庫還可以隨時添加和刪除。這樣就使本軟件有了很好的擴展性，即使有新的機床加入，也可以直接將新機床的通訊參數加入數據庫，在要使用時直接調用數據庫就可以了，而如果有已有的機床不再使用時，也可以將已經存好的數據文件刪除。具體用法如下：在以上這個界面下，如果要直接和某一臺數控設備進行通信，可以直接點擊打開按鈕，在彈出的對話框中添入要進行通訊的機床名稱，就可以直接得到已經設置好的端口參數，點擊確定就可以直接使用了。

3. 文件編輯界面。文件編輯界面主要為用戶編輯NC代碼提供方便。該編輯器是多窗口編輯器，可同時打開多個文件進行編輯。