基于串口服务器的数控机床通讯的探索与研究.pdf

基于串口服务器的数控机床通讯的探索与研究 伍文进 徐州工程学院， 江苏省大型工程设备装备检测与控制重点实验室， 江苏 徐州 2 2 1 0 0 8 摘要 提 出了基于串口服务器模式 的数控机床局域网实现方法 。 并构造了一种经济可行的数控机床 Rs 2 3 2 通讯接 口联网方案， 在校工程教育实训 中心实际应用 中。 效果 良好 ， 切实满足 了当前数控技术实训教 学及数控程序的网络传输的需求。 关键词 串口服务器 ； 数控 系统 ； 程序传输 ； 局域 网 中图分类号 T G 6 5 9 文献标识码 B E x p l o r a t i o n a n d r e s e a r c h b a s e d o n NC ma c h i n e t o o l s c o mmu n i c a t i o n o f s e r i a l i n t e r f a c e s e r v e r WU We n j i n J i a n g s u K e y L a b o r a t o r y o f L a r g e E n g i n e e ri n g E q u i p m e n t D e t e c t i o n a n d C o n t r o l ， X u z h o u I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y ， X u z h o u 2 2 1 0 0 8 ， C H N Ab s t r ac t P r e s e n t a NC ma c h i n e t o o l L AN i mp l e me n t a t i o n me t h o d ba s e d o n t h e p a t t e r n o f s e ria l p o r t s e i v e r ，a n d c o n s t r u c t a e c o n o mi c f e a s i b l e NC ma c hi n e RS 2 3 2 c o mmu n i c a t i o n i n t e r f a c e n e t wo r k i n g s c h e me o f p r a c t i c a l a p p l i c a t i o n i n t h e e n g i ne e r i n g e d u c a t i o n t r a i n i n g c e n t e r ，t he e f f e c t i s g o o d，t o me e t t h e c u r r e nt p r a c t i c e t e a c h i n g o f NC t e c h n o l o g y a n d t h e n e t wo r k t r a n s mi s s i o n o f NC pr o g r a m r e q ui r e me n t s ． Ke y wo r d ss e ria l po r t s e r v e r ；NC s y s t e m ；p r o g r a m t r a n s mi s s i o n；L AN 数控机床采用手工编程时 ， 有时会将字符外型 比 较相像如阿拉伯数字“ 0 ” 与字母 “ O ”、 小写“ L ” 与“ 1 ” 输入错误 。在学校实训过程 中， 为使工件程序上传和 下载更加高效 ， 一般的做 法是在每 台机床旁边配备一 台计算机 ， 但是这样的做法 的弊端是必然造成设 备使 用和维护成本提高。当今 ， 高端数控系统都标配以太 网卡 ， 这样可 以很方便地将机床连成局域 网， 但其设备 价格极为昂贵 ， 所 以在国内数控机床更多的还是 流行 着配置 R S 2 3 2通信接 口的中低端数控 系统。如何通 过 R S 2 3 2通信接 口来提高实训中程序传输的效率并 节约设备使用及维护的成本 ， 这就是本文需要解 决的 问题 。 于0 ． 5 m m， 我们更换了工件托板使问题得以解决。另 外 ， 日常点检不到位及定位面清理不及时 ， 也会影响定 位效果 ， 需要在点检和清理时加以注意。 3 工件托臂弯曲或倾斜使激光槽深浅不一 。 工件托臂上有托板 ， 工件被放在托板上 ， 托臂在导 轨上靠滑块连接来进行移动， 由此托臂带动工件移动 进行激光切槽 。 生产过程中 ， 托臂 曾因被撞过而弯曲， 造成工件倾 斜 ， 另外滑块 间隙大， 使托臂倾斜 ， 都需 要重新更换托 臂 ； 托臂与滑块定位精度下降也可使托臂倾斜 ， 采取重 新配打定位销的措施来保证定位精度 。以上两种方法 解决 了激光槽 深浅不一的问题。 最后 ， 该机床使用参数及运行状态无记录 ， 一旦出 现问题无法追溯。对此 ， 笔者建立 了运行参数 和状态 1 ； ． ’ U 0 牛 帚0 朋 的记录， 对故障有很好的预防效果 。 3 结语 通过对连杆激光槽问题产生的几种原因进行联合 分析 ， 有针对性地进行检查处理和改进 ， 各品种连杆激 光切槽 出现问题的比例 明显减小 。希望不仅对同类机 床 的使用有一定的借鉴 ， 而且对机床 的预防性维修有 积极的作用。 第一作者 孟凡荣， 女， 1 9 8 5年生， 助教， 主要从事 机械 工程及 自动化 方面的教 学及科研 工作 。 编辑刘文元 收稿 日期 2 0 1 5 0 1 0 6 文章编号 1 5 0 5 4 1 如果您卷发表对本囊的看法， 请将文章翁号填入读者意见调查袭巾的相应位置。 1 37 数控专栏 C N C S e m in a r 1 设想 程序传输的几种常见方式如下 1 1 ． 4 4 M软盘 ， 如 O K U M A 7 0 0 0 M的数控系统。配备软盘驱动器的数 控系统已经淘汰。 2 F A N U C的系统使用 C o m p a c t fl a s h c a r d C F卡 传输程序 ， 该方法是需要一个读卡器 和 F A N U C系统的卡套 ， 使用时为保证安全 ， 需要断电 操作 ， 如此并不是 很方便。 3 F A N U C、 S I E ME N S的 R S 2 3 2接 口传输 ， 大多做法是每台系统配备一 台计算 机 ， 管理及维护麻烦 。 设想 既然 R S 2 3 2接 口是数控机床 的基本配置 ， 能否将数控机床想象成一个串 口设备 ， 通过 R S 2 3 2通 讯接 口， 采用“ 串口交换机” ， 建立数控机床与 P C机的 局域网， 从而实现程序的上传与下载。在多次尝试中 笔者采用 C a n H i g h e r 康海时代 N C 6 1 6作为硬件平 台 验证了该设想的可行性 ， 下面详 细介绍该方法的实现 过 程 。 2 方 案实施 2 ． 1 Ca n Hi g h e r 康海时代 NC 6 1 6结构与特性 现今笔记本生产商为追求轻 、 薄等特点 ， 保留了标 准 以太 网接 口却取消了原有的串 口， 如此笔记本与机 床通讯则需要一个转换模块 。本课题的系统硬件布局 中的协议转换模块采用高新技术企业北京康海时代科 技有限公司的串口设备联网服务器 C a n H i g h e r N C 6 1 6 。 该公司是一家以清华大学的老师和学子为骨干创立的 技术型股份合作制企业。下面分 别介绍该设备 的结 构 、 特点及主要参数。 1 C a n Hi g h e r 康海时代 N C 6 1 6结构 C a n H i g h e r 康 海时代 N C 6 1 6外观如 图 1所示 。 前面板提供 了电源 L E D指示灯 、 以太网 L E D指示灯 ， 串 口T X ／ R X L E D指示灯 ， 让监控变得简单、 轻松 ， 后 面板上有 l 6个 R j 4 5接 口形式的 R S一 2 3 2 C、 控制台以 太网接 口和 1 0 ／ 1 0 0 M 以太 网接 口。在使用前一定要 安装随机所带 的 C a n H i g h e r 康海时代 N C 6 1 6的驱动 程序 ， 安装驱动程序后 N C 6 1 6上 的串 口才会被操作系 统认为成 R e a l C O M端 口。 图1 C a n H i g h e r 康海时代 N C 6 1 6 外观 2 C a n H i g h e r 康海时代 N C 6 1 6特点 ①1 6口串口服务器 ； ②采用 A R M 9平台 ， 嵌入式 L I N U X操作 系统 ， 性 能稳定可靠 ； ③提供丰富的工作模式实 现串 口设备立 即联 网 功能 ； ④支持 R e a l C o m ／ T l 驱动 ， 与原来 的软件 系统 能完全兼容 ； ⑤具有 T C P S e r v e r 、 T C P C l i e n t 和 U D P等通用 透 明传输模式 ； ⑥ 支 持 串 口服务 器 直接 对联 模式 和 反 向终 端 模式 ； ⑦可通过 网页浏览器或 T E L N E T终 端进行配 置 管理 ； ⑧提供 2个 1 0 ／ 1 0 0 M 自适应 网 口， 并 且 支 持 MD I ， MD I X自适应功能 ； ⑨每个 串口带有 1 5 k V E S D浪涌保护 ； ⑩ 串口通信速率最高可达 4 6 0 ． 8 k b p s ； 2 ． 2 R e a l COM 转换模块 串口转网口会用到一个称为 R e a l C o m的协议。这 里 R e a l C o m的 C O M也是和通常的计算机的 9针 C O M 口一样说的是串口。由于网口和串口在本身协议上就 截然不同， 当串口被转为 网口之后 ， 在网 口一端来看 ， 如何能够将网口模拟为一个 串口， 这就需要有一种 网 口协议 即 T C P ／ I P之 上的协议 将 网口映射为串 口， 从而能够在将 网口几乎真实地“ 转化” 为 串口。这就 是 R e a l C o m协议的由来。实 际应用时 ， 是通过串 口服 务器的驱动程序来进行串口与网口的虚拟切换的。 2 ． 3 通过串口服务器通讯的线缆连接方式 2 ． 3 ． 1 C a n Hi g h e r 康海 时代 N C 6 1 6与计算机 的连 线方式 C a n H i g h e r 康海时代 N C 6 1 6前板上 的网 口与计 算机连接可通过集线器或交换机也可以直接互连 。下 面对这两种连线方式分别加 以说明。 1 通过集线器或交换机连接 其连接模型及双绞线对接图如图 2所示 。 RJ 一 4 5 A RJ 一 4 5 B 1 橙 白 1 橙自 2橙 2橙 3绿 自 3绿自 4蓝 4蓝 5蓝自 5蓝 自 6绿 6绿 7棕 白 7棕 自 8棕色 8棕色 图2 C a n H i g h e l “ 康海时代N C 6 l 6 与Hu B 或交换机的连线方式 2 直接连接到计算机