曾峰

(棗莊職業(yè)學院，山東棗莊277800)

某院數(shù)控技術及模具制造專業(yè)所使用的數(shù)控車床有25臺，數(shù)控銑床及加工中心有12臺，有兩個數(shù)控仿真機房。在教學過程中，經(jīng)常需要將機房中學生練習時生成的程序拷入到機床數(shù)控系統(tǒng)中，而現(xiàn)有的使用RS232接口在線傳輸、CF卡等方式都不能滿足該院機床數(shù)量多、傳輸頻繁、傳輸數(shù)據(jù)量大的需求。經(jīng)過幾個月的反復實驗，研究出了基于無線的數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)方法。這種方法作用顯著，成本低廉，并且實現(xiàn)了對機床的集中管理，為后續(xù)的網(wǎng)絡DNC提供了基礎環(huán)境。在全國高職及技工院校中，有數(shù)量眾多的數(shù)控機床在使用中需要與計算機進行數(shù)據(jù)交換，文中所介紹的內(nèi)容成功解決了普遍存在的難題。

數(shù)控機床加工過程中，程序的編輯傳輸一般有以下幾種方式:從機床面板鍵盤輸入;使用計算機自動編程軟件生成程序并通過RS232接口傳輸;使用數(shù)據(jù)卡 (CF卡等)將程序拷入。無論哪種方式都存在不足:手動輸入方式只能編輯簡單程序，對復雜零件由于數(shù)據(jù)量巨大不可能用手動方式輸入;通過RS232線或數(shù)據(jù)卡傳輸，存在傳輸線距離受限、計算機接口不支持且當機床數(shù)量較多時不方便管理等不足。而文中介紹的基于無線的數(shù)控機床網(wǎng)絡傳輸則大大簡化了數(shù)控機床網(wǎng)絡布局，延長了傳輸距離，并且成本低廉，每臺機床僅需幾百無的投入即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)無線傳輸，對數(shù)控機床的DNC普及起到關鍵作用。

無線傳輸?shù)脑硎?將RS232接口數(shù)據(jù)通過專用轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包，這樣，原來只可短距離傳輸?shù)臄?shù)據(jù)就可長距離傳輸;然后將網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包通過無線方式與計算機連接，再在計算機上用虛擬端口工具將網(wǎng)絡數(shù)據(jù)還原為DNC軟件可識別的數(shù)據(jù)，達到無線管理的目的。

1 硬件連接

(1)串口服務器與機床連接。選用NP801串口服務器與機床RS232接口進行連接，串口服務器的作用是將RS232接口信號轉(zhuǎn)換為TCP/IP信號。表1為機床側(cè)RS232口與串口服務器用9針串口 (DB9)連接針腳說明。

表1 DB9的常用信號腳說明

機床側(cè)接口若為25針，則需要根據(jù)針腳定義制作25TO9轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為9針接口再與串口服務器連接。

RS232串口通信接線方法 (三線制)。RS232串口信號線雖然有9根，但并非全部同時使用。在進行信號傳輸時，有三線、五線、七線等接法，根據(jù)機床側(cè)接口要求不同而不同，文中以三線制為例，三線制接線示意圖見圖1。

圖1 三線制接線示意圖

(2)無線路由器與串口服務器連接。選用TPLINK無線路由器與串口服務器連接，路由器的作用是接收串口服務器的信號并轉(zhuǎn)換為無線信號，從而實現(xiàn)從有線到無線的轉(zhuǎn)換。

串口服務器RJ45口與無線路由器兩端都采用T568B標準的直通雙絞線相連，完成由RS232到RJ45接口的轉(zhuǎn)換。串口服務器RJ45口與無線路由器接線如圖2所示。

圖2 T568B標準直通雙絞線示意圖

串口服務器和無線路由器可以安裝在機床電氣柜中，只需將無線路由器天線部分外露，有無線網(wǎng)絡信號即可。

2 軟件安裝及設置

(1)串口服務器設置

首先用網(wǎng)線連接串口服務器與計算機，將計算機IP地址更改為與串口服務器默認的IP地址同一網(wǎng)段，然后通過瀏覽器欄輸入串口服務器IP地址連入串口服務器進行設置，要注意Server IP為計算機IP地址，需要設置的參數(shù)如波特率、數(shù)據(jù)位等需與機床接口參數(shù)一致。串口服務器參數(shù)設置見圖3。

(2)無線路由器設置

無線路由器的IP地址段設置為與串口服務器一個網(wǎng)段，以實現(xiàn)同一局域網(wǎng)通信。設置時，先用有線方式進行測試，成功后切換為無線模式進行連接調(diào)試，比較容易成功。

(3)計算機虛擬端口設置

安裝串口服務器附帶的虛擬端口軟件，把網(wǎng)絡接口虛擬成RS232接口，以實現(xiàn)與機床側(cè)RS232接口的通信，設置時注意要與機床側(cè)參數(shù)、串口服務器參數(shù)一致，見圖4。

圖3 串口服務器參數(shù)設置

圖4 虛擬端口參數(shù)設置

完成設置后單擊Activate按鈕，啟動軟件，連接轉(zhuǎn)換模塊并創(chuàng)建虛擬串口。成功創(chuàng)建虛擬串口后，設備管理器將出現(xiàn)新建的虛擬串口設備 (見圖5)，這時可對該設備進行操作。

經(jīng)過硬件連接及軟件調(diào)試后，就可以按照RS232接口數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O置方法設置機床側(cè)及計算機側(cè)的參數(shù)并進行連接調(diào)試，至此，無線聯(lián)網(wǎng)成功。

3 實施中需要注意問題

(1)接口問題。機床側(cè)有9針、25針多種接口形式，不同數(shù)控系統(tǒng)廠商對接線的具體要求也不一樣，要根據(jù)不同廠家系統(tǒng)的具體要求來選擇或制作相應的數(shù)據(jù)線;在實際連接時，經(jīng)常會出現(xiàn)數(shù)據(jù)不通現(xiàn)象，要仔細分析原因，著重檢查DB9及DB25接口是否按照要求連接。

(2)多臺機床進行聯(lián)網(wǎng)時需要多部無線路由器，為了防止干擾，無線路由上一般有1～13個頻道可以選擇，相鄰路由器的信道設置要隔開3個以上，以防造成干擾。

4 效果

該院37臺數(shù)控設備通過無線方式聯(lián)網(wǎng)后，大大簡化了程序傳輸步驟，解決了以前學生在機房完成練習后生成的大量程序難以導入機床進行加工的問題。這種無線聯(lián)網(wǎng)方式理論上可以實現(xiàn)在全球任何一個地方與機床聯(lián)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交換，再結(jié)合DNC軟件的使用，可以使機床的使用管理達到一個新的水平。