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                       數(shù)控機床與編程教學(xué)系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)
  

  摘要：為適應(yīng)實驗教學(xué)改革而提出實現(xiàn)數(shù)控機床與編程教學(xué)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的方法。
  關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；編程；RS232接口；聯(lián)網(wǎng)
  1、問題的提出
    隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和CAD/CAM一體化技術(shù)以及局域網(wǎng)技術(shù)的普及
應(yīng)用,采用數(shù)控系統(tǒng)的機床品種日益增多,帶州鐵道高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校已有數(shù)控車床、銑床和電火花加工機床,還有能自動換刀、一次裝卡進行多工序加工的加工中心,理論上可以進行現(xiàn)場編程的操作。但在實際運用時,現(xiàn)有的編程環(huán)境與操作環(huán)境未能有效結(jié)合,學(xué)生在計算機上編的程序無法直接輸入到機床上,在機床上手工輸入程序的時間占到機床開機時間的2/5,嚴(yán)重影響了機床的使用效率。且輸入的程序無法保留存擋。數(shù)控機床的參數(shù)、刀補等重要修改數(shù)據(jù)不能隨時輸出保存在計算機上。
    數(shù)控機床是集計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、機械制造技術(shù)于一體的產(chǎn)物,它可以直接用CAD、CAM生成的加工程序加工機械零件。一般數(shù)控機
床都是采用RS232通訊接口, 復(fù)雜機械零件的加工程序可以由計算機編程后，通過RS232接口輸入數(shù)控機床的控制系統(tǒng)--CNC。如果1臺計算機連接多臺數(shù)控機床問題能解決，那么這臺計算機就可以通過局域網(wǎng)的方式與教學(xué)系統(tǒng)連接,這就需要解決編程系統(tǒng)與數(shù)控機床的聯(lián)網(wǎng)問題。
  2、串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)簡介
    目前RS-232是PC機與通訊工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口。RS-232被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標(biāo)準(zhǔn)。RS-232采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。
    典型的RS-232信號在正負(fù)電平之間擺動,在發(fā)送數(shù)據(jù)時,發(fā)送端驅(qū)動器輸出正電平在+5~+15V,負(fù)電平在-5~-15V。當(dāng)無數(shù)據(jù)傳輸時，線上為TTL電平，從開始傳送數(shù)據(jù)到結(jié)束，線上電平從TTL電平到RS-232電平再返回到TTL電平。接收器典型的工作電平在+3~+12V與-3~-12V之間波動。由于發(fā)送電平與接收電平的差僅為2~3V左右,所以其共模抑制能力差,再加上雙絞錢上的分布電容,其傳送距離最大為15m。最高速率為20kb/s。RS-232是為點對點〈即只用1對收、發(fā)設(shè)備）通訊而設(shè)計的,其驅(qū)動器負(fù)載為3~7KΩ,所以RS-232只適合本地設(shè)備之間的通訊。
    RS-422由RS-232發(fā)展而來的。它是為彌補RS-232之不足而提出的。為改進RS-232通訊距離短、速度低的缺點,RS-422定義了一種平衡通汛接口,將傳輸速率提高到10Mb/s，傳輸距離延長到約1220m(速率低于100kb/s時）,并允許在1條平衡總線上連接最多10個接受器。RS-422是-種單機發(fā)送、多機接受的單向、平衡傳輸規(guī)范,被命名為TIA/EIA-422-A標(biāo)準(zhǔn)。為擴展應(yīng)用范圍,EIA又于1983年在RS-422基礎(chǔ)上制定了RS-485標(biāo)準(zhǔn),增加了多點、雙向通訊能力,即允許多個發(fā)送器連接到同一條總線上,同時增加了發(fā)送器的驅(qū)動能力和沖突保護特性,擴展了總線共模范圍,后命名為TIA/EIA-485-A標(biāo)準(zhǔn)。
  3、 直接利用RS232端口連接的方案
    目前數(shù)控機床采用的是25針串口(DB25)孔形標(biāo)準(zhǔn),而PC機采用的是9針串口(DB9)針形,其DB9和DB25的常用信號腳說明如表1所示。

    數(shù)控機床與計算機的接口電纜可采用最為簡單的三線制接法,即地、接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)3腳相連，其他數(shù)控機床如不同,可以參照表2方法連接。

    一投較為常用的串口有9針串口（DB9）和25針串口（DB25）,注意:不要帶電插拔串口,插拔時至少有一端是斷電的,否則串口易損壞。
    最大通訊距離按下式計算：
    RS-232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:當(dāng)誤碼率小于4%時,要求導(dǎo)線的電容值應(yīng)小于2500pF。對于普通導(dǎo)線,其電容約為170pF/m,則允許距離L＝2500pF/(170pF/m)=15m。這一距離的計算,是偏于保守的,實際應(yīng)用中,當(dāng)使用9600bps普通雙絞屏蔽線時,距離可達30-35m。
    CAK6150D數(shù)控車床采用的FANUGI系統(tǒng),其通訊參數(shù)為“4800,E,7,2,COM1”。由于波特率為48O0,因此通訊距離較近(〈12m),可以用電纜線直接連接標(biāo)誰RS232端口。其連接框圖參見圖1。
           
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