基于工业以太网的数控机床网络控制系统

　　针对目前数控设备通信中存在的问题及几种DNC联网方式的不足，提出了基于工业以太网的数控机床网络控制系统及其结构，阐述了系统具有的功能。设计了基于ARM的嵌入式协议转换器遮一系统中的关键部件，实现了工业以太网协议与数控机床RS232串口协议的转换。

　　将制造车间的数控设备与计算机联网构成DNC(DistributedNumericalContro1)系统，已成为实现CAD/CAM一体化及计算机辅助生产管理集成化迫切需要解决的核心技术之一。而通信网络的实现又是构建集成DNC系统的最关键的技术，它一般包括两个层次，上层是DNC主机与CAD/CAM/CAPP、MRPII系统币睥间服务器的通信，下层是DNC主机与车间各种数控设备的通信数控机床联网的方法很多引，如串行通信方法口、MAP通信技术、现场总线、以太网等。这些通信方法虽然在一定程度上实现了数控机床的联网，但在应用中它们或多或少地存在一些不足。为了提高数控机床联网控制系统的可集成性和满足实时调度功能，笔者提出了基于工业以太网的数控机床联网控制系统。

　　1 系统结构

　　系统的结构主要根据实际需要而选定，需要考虑的因素主要有车间的环境、工厂的自动化程度与管理层的信息集成等。系统采用工业以太网作为网络平台，工业以太网的抗干扰设计保证了在车间恶劣劣环境下的通信畅通及实时性，且易于与管理层集成。系统采用总线+星型的拓扑结构。主干网采用总线结构，易于组成冗余环网。局部采用星型结构，避免了某一台设备的故障影响其他设备。系统的拓扑结构如图1如示。

　　实现数控机床和工业以太网连接的协议转换器实质就是工业以太网数据包与RS232数据包的转换器。它向上接人工业以太网，采用工业级RJ45接口形式，向下连接带有RS232串口的数控机床。协议转换器可以作为数控机床的一个部件安装在机床上。

　　2 系统功能

　　2.1通讯功能

　　(1)NC程序的双向传输所有数控设备实施联网集中管理，利用网络进行NC程序(包括机床参数，刀补文件，宏程序等)的双向传输，从而实现NC程序的海量存储、集成化管理。将每台数控机床定义为客户端设备，利用数控系统自身的通讯端口(一般为RS一232)、通讯功能，操作工可在数控机床端进行数据的双向传输以及访问管理服务器端数据的全部操作，服务器端对数控端的操作请求自动进行相关处理而无需人为干预。保证所有入网数控设备可在同一时刻进行并发式的通讯传输。

　　(2)在线加工需要数控系统本身支持在线加工功能，可实现断点续传、子程序调用等功能。