計算機數控系統通信技術研究

朱春曉　張子祺　柳寶強

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擴大、精準率不斷提高，其計算量也隨之擴大，所以傳統的數控系統的手工的輸入方式已經不能滿足日益增長的需求，所以必須要對數控機床的通訊技術進行研究，以滿足當下各方面的快速增長的需要。

關鍵詞：以太網；計算機；數控系統

0 引言

DNC系統是計算機的直接數控、分布式的機床的管理，是計算機與具有數控裝置的機床群使用計算機網絡技術組成的分布在車間中的數控系統，該系統對用戶來說就像一個統一的整體，系統對多種通用的物理和邏輯資源整合，可以動態的分配數控加工任務給任一加工設備。是提高設備利用率，降低生產成本的有力手段，是未來制造業的發展趨勢。隨著計算機技術的不斷發展，DNC系統已經逐漸成為當前車間中連接機床的網絡工具，提高數控機床的使用效率，提高企業的勞動率，實現車間的網絡化。當下數控機床被廣泛的應用，其加工的程序也開始不斷擴大、精準率不斷提高，其計算量也隨之擴大，所以傳統的數控系統的手工的輸入方式已經不能滿足日益增長的需求，所以必須要對數控機床的通訊技術進行研究，以滿足當下各方面的快速增長的需要。

1 DNC網絡的構建

1.1 通信系統的結構

DNC的控制系統的網絡結構主要由三層構成，第一層是服務器，第二層是DNC的智能終端系統，第三層就是數控機床。而車間的忘了則主要包括兩個部分，第一個部分就是車間的服務器和DNC系統的智能終端相互構成的局域網，另一個部分就是DNC的智能終端系統與數控設備之間的通信網絡。在局域網中，都是采用的以太網進行的組網，以太網是目前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。當前的局域網中采用的都是IP或者TCP通信協議，這種通信協議通過以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，容易對系統造成干擾，所以就有必要對系統的抗干擾的能力和穩定性進行加強。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智能終端外面采用密封的金屬殼。還存在一些機床與車間的距離很遠，所以為了提高數據傳輸的準確率，在以太網交換機的連接方式中采用級聯，以增加數據網絡的傳輸距離。智能終端系統與設備之間的連接網絡一般都是采用船型通信的辦法來提高系統的通用性，方便對整個系統進行管理與維護。

1.2 DNC智能終端平臺的選擇

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機技術也開始向嵌入式的方向發展，嵌入式的PC機在體積與散熱功耗方面都有著很大的應用潛力，所以在當前的硬件平臺的原則依據都是根據它的通信功能。同時所原則的平臺必須要有以太網的通信接口、串行通信接口，才能滿足整個車間的需求，除此之外還要具備較小體積的終端和較強的電磁干擾能力。

2 關鍵技術

2.1 NC程序批量傳輸技術

在工作車間中多臺的機器經常一起工作，所以在車間中就要要求服務器的處理速度要非常的快，也就決定了其負荷量非常的大，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，就采用NC程序批量傳輸技術，就是在DNC智能終端系統中加入具有大容量的存儲設備，再把一些大型的數控程序下載到終端中以保證多臺設備同時運行，并保證其可靠性與實時性，減少網絡系統的負荷量。

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，所以在某個數控機床上適用的通訊協議并不一定會適用于另一個數控機床設備，所以通訊設備的通用性非常的差。所以為了增強程序的通用性，就建立了一種軟插件庫，這種軟插件庫的系統是運用的異構數控系統，當整個通訊單元開始工作前就對機床的型號今進行分析，然后再根據機床的特點進行下載程序，大大地提高了程序系統的適用性。同時這種技術還具備一個優點，就是在下載完畢程序之后不必對整個通訊協議進行重新編程，只需要安裝上就可以運行，大大地節省了數控機床的改造的時間。

2.3 數控程序斷點續傳技術

DNC系統中的計算機通過網絡將程序文件傳輸到機床中，機床則是接受文件的同時加工，所以并沒有對程序進行保存，所以當數控機床在長期連續工作的情況下出現意外中斷后，加工程序也糾結隨之停止，但是一旦開始運轉后機床沒有保存程序，就必須要從頭開始。所以在數控機床的程序中加入斷電續傳的技術，就可以有效地解決這一問題，提高生產運作的效率。

3 系統的特色

第一，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干擾的功能，為不同的車間提供不同的需要。第二，智能終端系統運用的是WINDOWS系統和PC104板，滿足了以太網的通信、串口通信，并且還具備USB接口，使整個系統的功能擴大，不僅僅滿足當前的需求，并且還有很大的擴展空間。第三，數控程序斷電技術的應用使整個系統提高了刀具補償的功能，中斷續點功能為系統的運行效率及穩定性都帶來了極大的保障。第四，數控面板中還應用有萬能的輸入技術，增大了數控系統面板的輸入方法的通用性，克服了當下數控面板中字符的問題，提高了系統的完整性。第五，NC程序的批量傳輸技術不僅僅實現了在線加工中可靠性與實時性的提高，同時還具有超大容量的存儲設備，增加了對下載程序的容量，提高了下載和傳輸的效率。

4 結語

基于以太網的計算機與數控系統的通信技術的研究，就是利用數控機床中的RS—232串口來實現的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系統的運行效率，實現了系統的智能化與網絡化，以及提高了系統的穩定性與適用性。

參考文獻：

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[3] 陶林，蔣廷彪，張向利.基于以太網的分布式數控系統實時通信網絡研究[J].制造業信息化，2009（11）.

作者簡介：朱春曉（1996—），女，遼寧撫順人，沈陽理工大學學生。

張子祺（1995—），男，遼寧錦州人，沈陽理工大學學生。

柳寶強（1995—），男，遼寧凌源人，沈陽理工大學學生。