对经济型数控机床实行USB接口改造实践探索.pdfVIP

学兔兔 第1期 (总第152期) 机 械 工 程 与 自动 化 No．1 2OO9年2月 MECHANICAL ENGINEERING AUTOMAT10N Feb． 文章编号：1672—6413(2OO9)O1一Ol7l—O2 对经济型数控机床实行USB接口改造的实践探索 郝将博 ，刘永姜。，王 彪 (1．中北大学信息与通信工程学院 电气工程系，山西 太原 o3oo51；2．中北大学机械工程与自动化学院 先进制造技术重点实验室，山西 太原 O30051) 摘要：针对数控加工中复杂曲面的大数据量传输速度慢造成通信竞争的缺陷，提出了在数控系统中的上位计算 机与数控机床之间采用一种新的接口——USB接口。采用usB接口后数据的传输加快了，提高了经济型数控 机床与PC相配置的灵活性和多样性，拓展了经济型数控机床的网络功能，解决了网络化制造中因传输速率慢 而导致的数据通信竞争的问题。 关键词：经济型数控机床，USB接口；改造 中图分类号：TG659 文献标识码：B 1 问题的提出 异步串行通信接口Rs232是最常用的数控系统 随着网络时代的到来，机械制造行业也面临着如 通信接口，几乎所有的数控系统都包含此接口。图1中 何适应网络化制造的问题。于是将计算机技术、网络 的DNC接口板也是采用RS232接口。随着计算机技 技术和传统的控制技术相结合，以PC为主控制器的 术的发展，RS232接口正在被一种新的USB接口所代 数控系统正日益成为机械制造领域的热点。PC化数 替，从键盘、鼠标、打印机到扫描仪，众多基于usB 控可以分为3种类型：NC板插入型、软件CNC型和 的外设取代了昔日采用Rs232接口的设备，在数控系 将PC板嵌入CNC中。 统中，也可以采用USB接口技术。 目前广泛采用的数控系统就是将PC板嵌入cNc DNC通信系统中，当多台数控加工设备同时加工 中，通过CNC上的前端接口与PC相连，这种方案既 某复杂零件时，由于NC程序庞大，数控系统的内存无 可以继承原有的成熟的CNC技术，又得到了PC的柔 法存放整个NC程序，只能采取DNC传输方式加工， 性与开放性。本文所讨论的USB接口技术正是基于这 这就有可能出现数控加工设备因暂时缺乏NC程序而 种数控系统。连接数控设备与上位控制计算机的基本 使加工停顿的现象，这种现象称为“通信竞争”。通信 方法称为DNC技术，是构成网络化制造最基本的一 竞争在实际生产中往往会产生严重的后果，如在汽车 项应用技术。我国早期的经济型数控系统大多由单板 覆盖件冲压模具加工的中途停顿会造成覆盖件局部 机改装而成，需外接一个DNC接口板才能实现基本 “聚光”现象，从而直接影响冲压零件质量。引起通信 的DNc(下传NC程序)功能。经济型数控系统的基本 竞争的因素包括：①参与联网的数控加工设备的数量 DNC通信接口结构框图见图1。 ；②现场总线传输速率、传输效率c和节点切换服务 时间 ；③各数控加工设备的通信传播速率 和传输效 RS23 C 率 ( 一1，2，…， )；④数控系统程序消耗率 ，即数 RS232c l l 8O3l l I输出 纸带阅读机 经济型 控系统每秒执行程序的位(bit)数；