数控机床联网与程序管理

吴厚文（沈阳黎明航空零部件制造有限公司，辽宁　沈阳　110043）

数控机床联网与程序管理

吴厚文
（沈阳黎明航空零部件制造有限公司，辽宁沈阳110043）

本文分析了现有机床的通讯接口方式，并根据接口方式的特点建立了数控机床与服务器进行联网。分析了数控程序管理的现状，开发了基于Extjs框架的WEB型数控程序管理系统。

EXTJS；数控机床联网；程序管理

随着我国制造业的飞速发展，数控加工技术在制造业中扮演的角色越来越重要。伴随着计算机技术、通讯技术和制造自动化技术的飞速发展，DNC也逐渐由单一的程序传输演变为集数据管理、生产信息监控等功能的扩展DNC，成为CIMS集成的关键一环。

1　数控机床联网方式

目前机床的主要通信接口分串行口和以太网口三种。串口通信是数控机床有RS232C接口，或有RS422、RS485等高速远距离传输接口；而太网口通信是通过以太网来连接到工厂局域网（LAN），从而实现机床与系统的通信，如Fanuc15、Siemens840D等系统具有以太网接口。根据机床通讯接口的不同，机床的数据采集一般可以采用如下几种方式：

1.1TCP/IP直接连接方式。对于机床中采用西门子840D/810D+PCU50的可以直接使用以太网的方式。该方式不用增加多少硬件，直接使用PCU50的网卡将数据输出到服务器上。可实时采集的数据主要包括：机床操作状态：手动，自动，MDI等；主轴转速、主轴倍率，主轴功率；进给速度、进给倍率；程序运行状态（运行，停止，暂停等）；当前执行的程序名称和路径；当前使用的刀具号；报警及报警信息和时间。

1.2通过串口进行数据采集。对于机床中采用西门子840D/810D+MMC103的可以通过MMC103上的串口进行数据采集。由于MMC103的标准配置不具备以太网络接口，因此采集的数据输出到MMC103的串口上，然后通过串口服务器将网络转换成以太网络并入到车间网络上。使用这种方式，需要增加串口服务器硬件，但采集的数据量和采集的效果与TCP/IP直接采集的方式相当。可实时采集的数据主要包括：机床操作状态：手动，自动，MDI等；主轴转速、主轴倍率，主轴功率；进给速度、进给倍率；程序运行状态（运行，停止，暂停等）；当前执行的程序名称和路径；当前使用的刀具号；报警及报警信息和时间。

1.3通过数据采集模块进行数据采集。对于采用西门子802D和802Dsl系统的数控机床，可以通过数据采集模块进行数据采集。由于802Dsl系统的版本比较低，基本上低于V01.02.00，因此通过修改802D系统的PLC程序，可以将机床的一些基本状态输出给数据采集模块，通过数据采集模块将数据转换到TCP/IP网络上，上传给数据采集和监控服务器上。该方式受系统的限制，较前两种方式，数据量有一些限制，并且需要修改PLC程序以得到更多的数据，硬件方面需要增加采集模块及其信号转换电路。可实时采集的数据主要包括：机床操作状态：手动，自动，MDI等；主轴倍率，主轴工作状况（启动，停止），主轴转速；进给倍率；程序运行状态（运行，停止，暂停等）；当前使用的刀具号；是否有报警。

1.4Fanuc系统的数据采集方式

Fanuc系统数据采集方案可以通过宏程序输出机床的部分状态到串口上，然后在服务器接受数据。其网络布线方式仍然通过串口服务器转成TCP/IP以进行远距离的数据传输。该种方式可适用于几乎所有的Fanuc系统。该方式数据有部分限制。

2　数控程序的管理

2.1数控程序管理的现状

目前，大部分技术人员采取的方式是每个人在计算机上建立不同的目录，随着人员的增加，程序量的膨胀，存在程序版本混乱、查找困难等问题，如果有人调动或跳槽，其程序能否安全地调用的确是个疑问，再者，程序的安全问题，自己已调好的程序有可能误操作，乃至别人无意更改了你的程序，这些都是经常发生的问题。另外，程序在调用之前能否查看一下刀路轨迹、两个版本能否智能地比较一下，有没有更改的字符，有没有错漏行？能否实现简单的地址数学运算？程序结构问题，数控程序要和对应的零件模型关联，还要有相应的刀具清单、刀具参数、工艺卡片等文档，随着虚拟加工技术的普及，把关键工序的加工状态、装夹状态、特殊刀具形状记录下来，并与程序一起存放，下一次调用就很形象、很直观。最后一个是程序状态问题，有刚编写的，有在调试的，有定型的，如何区分不同性质的程序，对不同的人设置不同的权限，也是非常重要的。

2.2数控程序管理系统的建立

采用基于EXTJS框架技术，开发B/S结构的WEB型数控程序管理系统能有效的解决由于数控程序量大而带来的效率低下、不能信息共享以及工艺参数统计不便等问题。系统采用WAMP（Windows+Apache +Mysql+Php）架构，其中apache、mysql以及php都是开源软件，因此可以大大节省成本。采用现在流行的B/S（Browser/ Server）运行方式，客户端不需要安装纷繁复杂的客户端软件，只需要安装常用的浏览器，在系统维护和升级时只需管理服务器端即可，这样就能降低维护和升级成本。同时系统还大量运用AJAX技术（Java Script+CSS+DOM+XMLHttpRequest），通过使用JavaScript操作DOM来改变和刷新用户界面不断地重绘和重新组织显示给用户的数据，并且处理用户基于鼠标和键盘的交互。CSS为应用提供了一致的外观，并且为以编程方式操作DOM提供了强大的捷径。XMLHttpRequest对象则用来与服务器进行异步通信，在用户工作时提交用户的请求并获取最新的数据。

结语

通过采用基于EXTJS框架技术，开发B/S结构的WEB型数控程序管理系统能从数控程序的源头开始高效、便捷地进行数据库化管理，做到数控程序目录清晰，版次分明，查询方便等。同时将数控机床与服务器进行联网，数控机床能从机床端自动调用计算机内的NC程序文件，传输距离不受限制等。机床联网和数控程序网络化管理能极大地提高工厂数控程序管理和数控加工的效率。

[1]汪慧芬，刘婷婷，张友良.基于网络的数控机床远程管理[J].机床与液压，2007.

[2]卫军，夏慧军，孟腊春.ExtjsWeb应用程序开发指南[M].北京：机械工业出版社，2011.

[3]许登旺，邹天思，潘凯华.PHP程序开发范例宝典[M].北京：人民邮电出版社，2007.

[4]孙凯，魏家鹏.数控机床联网实现方案[J].现代制造工程，2009.

TG659

A