数控机床与编程教学系统的联网(1)

                       数控机床与编程教学系统的联网


  摘要：为适应实验教学改革而提出实现数控机床与编程教学系统联网的方法。
  关键词：数控机床；编程；RS232接口；联网
  1、问题的提出
    随着数控技术的发展和CAD/CAM一体化技术以及局域网技术的普及
应用,采用数控系统的机床品种日益增多,带州铁道高等职业技术学校已有数控车床、铣床和电火花加工机床,还有能自动换刀、一次装卡进行多工序加工的加工中心,理论上可以进行现场编程的操作。但在实际运用时,现有的编程环境与操作环境未能有效结合,学生在计算机上编的程序无法直接输入到机床上,在机床上手工输入程序的时间占到机床开机时间的2/5,严重影响了机床的使用效率。且输入的程序无法保留存挡。数控机床的参数、刀补等重要修改数据不能随时输出保存在计算机上。
    数控机床是集计算机技术、自动控制技术、机械制造技术于一体的产物,它可以直接用CAD、CAM生成的加工程序加工机械零件。一般数控机
床都是采用RS232通讯接口, 复杂机械零件的加工程序可以由计算机编程后，通过RS232接口输入数控机床的控制系统--CNC。如果1台计算机连接多台数控机床问题能解决，那么这台计算机就可以通过局域网的方式与教学系统连接,这就需要解决编程系统与数控机床的联网问题。
  2、串行数据接口标准简介
    目前RS-232是PC机与通讯工业中应用最广泛的一种串行接口。RS-232被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。RS-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯。
    典型的RS-232信号在正负电平之间摆动,在发送数据时,发送端驱动器输出正电平在+5~+15V,负电平在-5~-15V。当无数据传输时，线上为TTL电平，从开始传送数据到结束，线上电平从TTL电平到RS-232电平再返回到TTL电平。接收器典型的工作电平在+3~+12V与-3~-12V之间波动。由于发送电平与接收电平的差仅为2~3V左右,所以其共模抑制能力差,再加上双绞钱上的分布电容,其传送距离最大为15m。最高速率为20kb/s。RS-232是为点对点〈即只用1对收、发设备）通讯而设计的,其驱动器负载为3~7KΩ,所以RS-232只适合本地设备之间的通讯。
    RS-422由RS-232发展而来的。它是为弥补RS-232之不足而提出的。为改进RS-232通讯距离短、速度低的缺点,RS-422定义了一种平衡通汛接口,将传输速率提高到10Mb/s，传输距离延长到约1220m(速率低于100kb/s时）,并允许在1条平衡总线上连接最多10个接受器。RS-422是-种单机发送、多机接受的单向、平衡传输规范,被命名为TIA/EIA-422-A标准。为扩展应用范围,EIA又于1983年在RS-422基础上制定了RS-485标准,增加了多点、双向通讯能力,即允许多个发送器连接到同一条总线上,同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性,扩展了总线共模范围,后命名为TIA/EIA-485-A标准。
  3、直接利用RS232端口连接的方案
    目前数控机床采用的是25针串口(DB25)孔形标准,而PC机采用的是9针串口(DB9)针形,其DB9和DB25的常用信号脚说明如表1所示。

数控机床与计算机的接口电缆可采用最为简单的三线制接法,即地、接收数据和发送数据3脚相连，其他数控机床如不同,可以参照表2方法连接。

    一投较为常用的串口有9针串口（DB9）和25针串口（DB25）,注意:不要带电插拔串口,插拔时至少有一端是断电的,否则串口易损坏。
    最大通讯距离按下式计算：
    RS-232C标准规定:当误码率小于4%时,要求导线的电容值应小于2500pF。对于普通导线,其电容约为170pF/m,则允许距离L＝2500pF/(170pF/m)=15m。这一距离的计算,是偏于保守的,实际应用中,当使用9600bps普通双绞屏蔽线时,距离可达30-35m。
    CAK6150D数控车床采用的FANUGI系统,其通讯参数为“4800,E,7,2,COM1”。由于波特率为48O0,因此通讯距离较近(〈12m),可以用电缆线直接连接标谁RS232端口。其连接框图参见图1。

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