计算机数控系统通信技术研究

朱春晓　张子祺　柳宝强

摘 要：当下数控机床被广泛的应用，其加工的程序也开始不断扩大、精准率不断提高，其计算量也随之扩大，所以传统的数控系统的手工的输入方式已经不能满足日益增长的需求，所以必须要对数控机床的通讯技术进行研究，以满足当下各方面的快速增长的需要。

关键词：以太网；计算机；数控系统

0 引言

DNC系统是计算机的直接数控、分布式的机床的管理，是计算机与具有数控装置的机床群使用计算机网络技术组成的分布在车间中的数控系统，该系统对用户来说就像一个统一的整体，系统对多种通用的物理和逻辑资源整合，可以动态的分配数控加工任务给任一加工设备。是提高设备利用率，降低生产成本的有力手段，是未来制造业的发展趋势。随着计算机技术的不断发展，DNC系统已经逐渐成为当前车间中连接机床的网络工具，提高数控机床的使用效率，提高企业的劳动率，实现车间的网络化。当下数控机床被广泛的应用，其加工的程序也开始不断扩大、精准率不断提高，其计算量也随之扩大，所以传统的数控系统的手工的输入方式已经不能满足日益增长的需求，所以必须要对数控机床的通讯技术进行研究，以满足当下各方面的快速增长的需要。

1 DNC网络的构建

1.1 通信系统的结构

DNC的控制系统的网络结构主要由三层构成，第一层是服务器，第二层是DNC的智能终端系统，第三层就是数控机床。而车间的忘了则主要包括两个部分，第一个部分就是车间的服务器和DNC系统的智能终端相互构成的局域网，另一个部分就是DNC的智能终端系统与数控设备之间的通信网络。在局域网中，都是采用的以太网进行的组网，以太网是目前最受欢迎的一种计算机网络技术，其低廉的价格和应用的广泛等因素，成为当前开发商和生产商的青睐。当前的局域网中采用的都是IP或者TCP通信协议，这种通信协议通过以太网在工业中建立成一种星型的拓扑结构，为车间中的服务器连接的数控设备的容量大大的增加。车间的电磁辐射非常大，容易对系统造成干扰，所以就有必要对系统的抗干扰的能力和稳定性进行加强。因此在网络的组建中采用衰减较小、串扰小的D级水平与垂直布线，DNC智能终端外面采用密封的金属壳。还存在一些机床与车间的距离很远，所以为了提高数据传输的准确率，在以太网交换机的连接方式中采用级联，以增加数据网络的传输距离。智能终端系统与设备之间的连接网络一般都是采用船型通信的办法来提高系统的通用性，方便对整个系统进行管理与维护。

1.2 DNC智能终端平台的选择

随着当下各种技术的发展与应用，各种设备都开始了技术革新，PC机技术也开始向嵌入式的方向发展，嵌入式的PC机在体积与散热功耗方面都有着很大的应用潜力，所以在当前的硬件平台的原则依据都是根据它的通信功能。同时所原则的平台必须要有以太网的通信接口、串行通信接口，才能满足整个车间的需求，除此之外还要具备较小体积的终端和较强的电磁干扰能力。

2 关键技术

2.1 NC程序批量传输技术

在工作车间中多台的机器经常一起工作，所以在车间中就要要求服务器的处理速度要非常的快，也就决定了其负荷量非常的大，传输网络所要传输的数据量也非常的大。所以为了保证传输的准确性，就采用NC程序批量传输技术，就是在DNC智能终端系统中加入具有大容量的存储设备，再把一些大型的数控程序下载到终端中以保证多台设备同时运行，并保证其可靠性与实时性，减少网络系统的负荷量。

2.2 软插件技术

不同的数控机床之间的通讯协议是不同的，所以在某个数控机床上适用的通讯协议并不一定会适用于另一个数控机床设备，所以通讯设备的通用性非常的差。所以为了增强程序的通用性，就建立了一种软插件库，这种软插件库的系统是运用的异构数控系统，当整个通讯单元开始工作前就对机床的型号今进行分析，然后再根据机床的特点进行下载程序，大大地提高了程序系统的适用性。同时这种技术还具备一个优点，就是在下载完毕程序之后不必对整个通讯协议进行重新编程，只需要安装上就可以运行，大大地节省了数控机床的改造的时间。

2.3 数控程序断点续传技术

DNC系统中的计算机通过网络将程序文件传输到机床中，机床则是接受文件的同时加工，所以并没有对程序进行保存，所以当数控机床在长期连续工作的情况下出现意外中断后，加工程序也纠结随之停止，但是一旦开始运转后机床没有保存程序，就必须要从头开始。所以在数控机床的程序中加入断电续传的技术，就可以有效地解决这一问题，提高生产运作的效率。

3 系统的特色

第一，以太网的传输技术具有传输距离远、速度快的优势，同时还有非常强的抗干扰的功能，为不同的车间提供不同的需要。第二，智能终端系统运用的是WINDOWS系统和PC104板，满足了以太网的通信、串口通信，并且还具备USB接口，使整个系统的功能扩大，不仅仅满足当前的需求，并且还有很大的扩展空间。第三，数控程序断电技术的应用使整个系统提高了刀具补偿的功能，中断续点功能为系统的运行效率及稳定性都带来了极大的保障。第四，数控面板中还应用有万能的输入技术，增大了数控系统面板的输入方法的通用性，克服了当下数控面板中字符的问题，提高了系统的完整性。第五，NC程序的批量传输技术不仅仅实现了在线加工中可靠性与实时性的提高，同时还具有超大容量的存储设备，增加了对下载程序的容量，提高了下载和传输的效率。

4 结语

基于以太网的计算机与数控系统的通信技术的研究，就是利用数控机床中的RS—232串口来实现的数控机床网络化的功能，其为车间的网络化的管理提供了基础，同时还提高了整个机床系统的运行效率，实现了系统的智能化与网络化，以及提高了系统的稳定性与适用性。

参考文献：

[1] 陈小龙，简毅，李文川.基于以太网的计算机与数控系统通信技术[J].控制与检测，2009（01）.

[2] 任义，陈欣，牛连强，陈彦军.基于以太网的数控机床通信系统研究[J].微计算机信息，2005（05）.

[3] 陶林，蒋廷彪，张向利.基于以太网的分布式数控系统实时通信网络研究[J].制造业信息化，2009（11）.

作者简介：朱春晓（1996—），女，辽宁抚顺人，沈阳理工大学学生。

张子祺（1995—），男，辽宁锦州人，沈阳理工大学学生。

柳宝强（1995—），男，辽宁凌源人，沈阳理工大学学生。