基于PC机的DNC传输软件的开发

1 引言

　　随着我国制造业的迅速发展，数控机床在机械加工行业得到了广泛的应用。要实现数控机床对整个机械加工过程的自动控制就必须编写机床数控系统能够识别的数控加工程序，该程序可由人工进行编写，也可由计算机辅助制造（CAM）软件自动生成。近年来，CAM软件得到了迅猛地发展，如国外的Pro/E、UG、MASTERCAM和国内的CAXA，其功能也日趋智能化，可以实现复杂曲面结构零件的快速编程，给产品的生产加工带来了巨大的便利。但是随着零件结构的复杂化，CAM软件生成加工代码的容量将会很大，如果超过了机床数控系统的程序存储空间，将不能一次性存储在数控系统中。虽然目前较为先进的数控系统配有以太网或USB通信接口，但考虑到早期生产的数控系统只配备了RS232C串行通信接口，且在很多企业中占有一定的比重。为了解决该类型数控系统对于大容量程序的处理问题，必须使数控机床处于DNC加工状态，即通过串行通信接口将一部分程序先传输至数控系统，由数控系统处理并完成零件加工过程的控制，当这部分程序执行完之后再由数控系统将其删除，并继续通过串行通信接口读取剩余的程序，如此循环直到程序全部执行完毕，该过程即结束。

　　本文作者讨论了在实现数控机床DNC加工过程中的硬件连接要求、机床数控系统参数设置和VB程序的设计方法。

2 硬件连接要求

　　本次研究使用的机床设备为南通机床厂制造的V600数控铣床，配备的数控系统型号为FANUC 0iMATE-MC，该数控系统提供了一个25针的RS232C串行通信接口。数控加工程序由PC机通过串行通信接口进行发送，由于目前市场上的PC机只提供9针的RS232C串行通信接口，因此微机与数控机床进行连接时需提供一根一端为9针（DB9）另一端为25针（DB25）的串行通信电缆线。下面对该电缆线的电气信号和连接注意事项做出说明。

　　2.1 电气信号

　　串行通信电缆线可由机床制造商提供，也可从电子产品市场购买。RS232C的各个引脚有着不同的功能，要想实现微机与机床数控系统之间的串行通信一般只需要用到其中的3个引脚，它们分别是接收数据、发送数据和信号地。其引脚连接关系如表1所示。

　　在进行串行通信时，数控系统的接收数据引脚和发送数据引脚必须分别接微机的发送数据引脚和接收数据引脚，以达到数据的“收”与“发”，因此在电子产品市场购买的串行通信电缆线必须进行跳线处理，方法是将电缆线一端的接收数据引脚和发送数据引脚进行对调。如果是机床制造商提供的串行通信电缆线，因为厂家已经事先进行跳线处理，因此不需要再进行跳线。

　　在通信过程中还需考虑数据的流量控制，以防止数控系统和微机的串口接收缓冲区发生“溢出”，而实现流量控制的便是握手信号。握手分硬件握手和软件握手，硬件握手需要通过串口中专门的握手信号引脚来实现，而软件握手是通过数控系统和微机串口的发送数据引脚发送ASCII码第19个字符和第17个字符来控制数据发送的暂停和恢复。如果发送的数据中存在ASCII码第19个字符或第17个字符便不能使用软件握手方法，否则会出现“错误的握手”。由于数控加工程序的指令中并没有ASCII码第19个字符和第17个字符对应的加工指令，因此不会出现“错误的握手”情况的发生，同时FANUC Oi-MATE-MC数控系统支持软件握手，如采用软件握手实现串行通信则只需使用3个引脚便能完成任务，其硬件连接将变得简单易行。

　　2.2 连接注意事项

　　当数控系统和微机中的任何一个先上电时，由于两者串口电路的电位可能不同，如果此时直接使用电缆线连接数控系统和微机的串口，可能会因为电位差而出现放电，烧坏串口电路。因此推荐使用光电隔离器安装于电缆线的两端，以分别保护数控系统和微机。

　　使用光电隔离器可以保证设备的使用安全，但是会增加硬件投入成本。如果在数控机床和微机上电之前先将两者用串行通信电缆线进行连接，此时因为两者串口电路的电位已经相同，然后再对数控机床和微机分别上电，这样就不会造成串口电路的损坏。在实际生产使用中因为很少会频繁将串行通信电缆线拔下，因此在不使用光电隔离器时使用以上方法连接数控系统和微机的串口是安全的，同时也是可以减少硬件成本投入的。