基于无线的数控机床联网

曾峰

(枣庄职业学院，山东枣庄277800)

某院数控技术及模具制造专业所使用的数控车床有25台，数控铣床及加工中心有12台，有两个数控仿真机房。在教学过程中，经常需要将机房中学生练习时生成的程序拷入到机床数控系统中，而现有的使用RS232接口在线传输、CF卡等方式都不能满足该院机床数量多、传输频繁、传输数据量大的需求。经过几个月的反复实验，研究出了基于无线的数控机床联网方法。这种方法作用显著，成本低廉，并且实现了对机床的集中管理，为后续的网络DNC提供了基础环境。在全国高职及技工院校中，有数量众多的数控机床在使用中需要与计算机进行数据交换，文中所介绍的内容成功解决了普遍存在的难题。

数控机床加工过程中，程序的编辑传输一般有以下几种方式:从机床面板键盘输入;使用计算机自动编程软件生成程序并通过RS232接口传输;使用数据卡 (CF卡等)将程序拷入。无论哪种方式都存在不足:手动输入方式只能编辑简单程序，对复杂零件由于数据量巨大不可能用手动方式输入;通过RS232线或数据卡传输，存在传输线距离受限、计算机接口不支持且当机床数量较多时不方便管理等不足。而文中介绍的基于无线的数控机床网络传输则大大简化了数控机床网络布局，延长了传输距离，并且成本低廉，每台机床仅需几百无的投入即可实现数据无线传输，对数控机床的DNC普及起到关键作用。

无线传输的原理是:将RS232接口数据通过专用转换器转换为网络数据包，这样，原来只可短距离传输的数据就可长距离传输;然后将网络数据包通过无线方式与计算机连接，再在计算机上用虚拟端口工具将网络数据还原为DNC软件可识别的数据，达到无线管理的目的。

1 硬件连接

(1)串口服务器与机床连接。选用NP801串口服务器与机床RS232接口进行连接，串口服务器的作用是将RS232接口信号转换为TCP/IP信号。表1为机床侧RS232口与串口服务器用9针串口 (DB9)连接针脚说明。

表1 DB9的常用信号脚说明

机床侧接口若为25针，则需要根据针脚定义制作25TO9转换器转换为9针接口再与串口服务器连接。

RS232串口通信接线方法 (三线制)。RS232串口信号线虽然有9根，但并非全部同时使用。在进行信号传输时，有三线、五线、七线等接法，根据机床侧接口要求不同而不同，文中以三线制为例，三线制接线示意图见图1。

图1 三线制接线示意图

(2)无线路由器与串口服务器连接。选用TPLINK无线路由器与串口服务器连接，路由器的作用是接收串口服务器的信号并转换为无线信号，从而实现从有线到无线的转换。

串口服务器RJ45口与无线路由器两端都采用T568B标准的直通双绞线相连，完成由RS232到RJ45接口的转换。串口服务器RJ45口与无线路由器接线如图2所示。

图2 T568B标准直通双绞线示意图

串口服务器和无线路由器可以安装在机床电气柜中，只需将无线路由器天线部分外露，有无线网络信号即可。

2 软件安装及设置

(1)串口服务器设置

首先用网线连接串口服务器与计算机，将计算机IP地址更改为与串口服务器默认的IP地址同一网段，然后通过浏览器栏输入串口服务器IP地址连入串口服务器进行设置，要注意Server IP为计算机IP地址，需要设置的参数如波特率、数据位等需与机床接口参数一致。串口服务器参数设置见图3。

(2)无线路由器设置

无线路由器的IP地址段设置为与串口服务器一个网段，以实现同一局域网通信。设置时，先用有线方式进行测试，成功后切换为无线模式进行连接调试，比较容易成功。

(3)计算机虚拟端口设置

安装串口服务器附带的虚拟端口软件，把网络接口虚拟成RS232接口，以实现与机床侧RS232接口的通信，设置时注意要与机床侧参数、串口服务器参数一致，见图4。

图3 串口服务器参数设置

图4 虚拟端口参数设置

完成设置后单击Activate按钮，启动软件，连接转换模块并创建虚拟串口。成功创建虚拟串口后，设备管理器将出现新建的虚拟串口设备 (见图5)，这时可对该设备进行操作。

经过硬件连接及软件调试后，就可以按照RS232接口数据传输的设置方法设置机床侧及计算机侧的参数并进行连接调试，至此，无线联网成功。

3 实施中需要注意问题

(1)接口问题。机床侧有9针、25针多种接口形式，不同数控系统厂商对接线的具体要求也不一样，要根据不同厂家系统的具体要求来选择或制作相应的数据线;在实际连接时，经常会出现数据不通现象，要仔细分析原因，着重检查DB9及DB25接口是否按照要求连接。

(2)多台机床进行联网时需要多部无线路由器，为了防止干扰，无线路由上一般有1～13个频道可以选择，相邻路由器的信道设置要隔开3个以上，以防造成干扰。

4 效果

该院37台数控设备通过无线方式联网后，大大简化了程序传输步骤，解决了以前学生在机房完成练习后生成的大量程序难以导入机床进行加工的问题。这种无线联网方式理论上可以实现在全球任何一个地方与机床联网进行数据交换，再结合DNC软件的使用，可以使机床的使用管理达到一个新的水平。