引言

　　隨著產(chǎn)品的增多，數(shù)控生產(chǎn)中存在以下的問題:

　　(1)生產(chǎn)效率低:程序在控制面板上手工輸人，速度慢、準(zhǔn)確性差，一些復(fù)雜程序有數(shù)百甚至上千行，輸完后再校驗?zāi)M，往往要消耗很多時間，在其它數(shù)控機(jī)床上再次調(diào)用時需要重新輸人。

　　(2)缺乏數(shù)控程序的驗證和持續(xù)改進(jìn):數(shù)控程序在機(jī)床上調(diào)試更改后，不能及時將更改信息反饋給編程人員，容易因信息滯后而造成質(zhì)量事故。

　　(3)人量數(shù)控程序和機(jī)床數(shù)據(jù)不便于積累、備份和存檔管理，不利于機(jī)床維修和快速恢復(fù)機(jī)床數(shù)據(jù)。

　　針對以上問題，根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)，研究采用RS-232C串行接門，實現(xiàn)PC機(jī)與數(shù)控機(jī)床的雙向通信，完成數(shù)控加工程序和數(shù)據(jù)的傳輸。

1 通信的方法

　　1.1 硬件的配置

　　西門子SINUMERIK 810D數(shù)控車床；

　　串口數(shù)據(jù)線；臺式計算機(jī)(486以上IBM兼容機(jī))或筆記本電腦。

接口類型：9芯(DB-9)或25芯(DB-25)RS-232C串口(兩種串口類型電氣特性相同)。

　　串口數(shù)據(jù)線有三種 ：9針-9針數(shù)據(jù)線、9針25針數(shù)據(jù)線和25針-25針數(shù)據(jù)線，根據(jù)機(jī)床和電腦端口選擇相應(yīng)數(shù)據(jù)線，具體接線方式可參考PCIN軟件(V24一INI菜單中選擇WIREI AYOUT)或西門子操作手冊中有關(guān)接線說明。最簡單的接線方式可以只有3條線，即將地、接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)三腳交叉相連。

　　一些市售的串口交叉數(shù)據(jù)線就只有3線，這種數(shù)據(jù)線只能用于不需要握手協(xié)議的串行通訊，如傳輸程序、參數(shù)等文本文件(ASCII-file)，無法在線加工或傳輸二進(jìn)制文件(binary file)。

　　1.2 軟件的配置　　西門子通信軟件PCIN4-43或以上版本，DOS操作系統(tǒng)。WIN98以上操作系統(tǒng)可使用WIN—PCIN或wINDOwS附件中的超級終端程序。

　　1.3 參數(shù)的設(shè)定

　　1.3.1 PCIN端參數(shù)設(shè)置：在PCIN的第一菜單欄：V24一INI中設(shè)置參數(shù)(使用上下光標(biāo)鍵選擇菜單，左右光標(biāo)鍵選擇參數(shù)，回車鍵確認(rèn))．

　　需要說明的是：歐美設(shè)備數(shù)據(jù)位(DATA BITS)一般為8位，日本設(shè)備一般為7位。　　在線加工或傳輸PLC程序時，為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐叫裕琍C(二進(jìn)制)格式要選擇開(BINFII EON)，傳輸文本文件(程序)時則設(shè)為BINFII EOFF。

　　1.3.2 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定　　在數(shù)控系統(tǒng)集成面板上選擇“SERVICES”服務(wù)操作區(qū)，按DATA OUT(數(shù)據(jù)讀出)，進(jìn)人數(shù)據(jù)輸出菜單，用豎向軟鍵選擇接口：“RS-232用戶接口”，按“SET”設(shè)置接口參數(shù)。SINUMERIK 810D系統(tǒng)有2個RS-232串口，25針串行接口分配為COM1，9針串行接口分配為COM2，使用時要注意將COM NUMBER設(shè)置為相應(yīng)端口號，其余參數(shù)設(shè)置與PCIN端相同。

　　1.3.3 數(shù)據(jù)流控制的設(shè)定　　數(shù)據(jù)流控制也稱為“握手協(xié)議”，數(shù)據(jù)在通訊時用協(xié)議控制數(shù)據(jù)傳輸，可以提高通信的可靠性。PC機(jī)中常用的兩種流控制是硬件流控制(包括RTS／CTS、DTR／CTS等)和軟件流控制XON／XO—FF。西門子810D／840D系統(tǒng)采用RTS／CTS控制，因此在PCIN設(shè)置中，XON／XOFF應(yīng)設(shè)定為OFF，并將電纜線兩端的RTS、CTS線對應(yīng)相連。FANUC系統(tǒng)一般采用XON／XOFF軟件流控制。

　　1.4 傳輸規(guī)則的設(shè)定　　采用PCIN傳輸時，如果要將計算機(jī)中的程序輸人數(shù)控系統(tǒng)．在計算機(jī)上所編的程序必須加一個文件頭。否則可能會提示格式不正確，不能正常傳輸程序。程序以%開始，以%結(jié)束。　　

Siemens系統(tǒng)程序開頭格式的設(shè)定：　　%N-程序名-MPF；　　$PATH=／-N-MPF DIR　　其中“程序名”必須符合西門子命名規(guī)則。“MPF”為擴(kuò)展名，子程序的擴(kuò)展名為“SPF”。行號可以不輸。程序中字母應(yīng)大寫。

　1.5 通信線路的連接　　在通電之前把數(shù)據(jù)線兩頭分別連接到PC和數(shù)控機(jī)床的串口上。拔插數(shù)據(jù)線之前，一定要關(guān)閉計算機(jī)及數(shù)控機(jī)床電源，否則極易損壞機(jī)床和PC的RS一232接口。

　　1.6 數(shù)據(jù)傳輸方法　　無論是數(shù)據(jù)備份還是數(shù)據(jù)恢復(fù)，傳輸?shù)脑瓌t是：

　　準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)的一方先準(zhǔn)備好，處于接收狀態(tài)；

　　兩端參數(shù)設(shè)定一致。

　　1.6.1 由機(jī)床向PC機(jī)備份數(shù)據(jù)和程序

　　(1)啟動PCIN軟件，選擇DATA—IN，回車確認(rèn)，在FII E NAME欄中輸人存盤路徑及文件名后回車確認(rèn)。此時PC處于等待數(shù)據(jù)輸人狀態(tài)。

　　(2)機(jī)床端：在數(shù)控系統(tǒng)集成面板上選擇“SERVICES”服務(wù)操作區(qū)，按DATA oUT(數(shù)據(jù)輸出)，進(jìn)人數(shù)據(jù)輸出菜單，用豎向軟鍵選擇接口：“RS-232用戶”，選擇零件程序(主程序文件)和子程序或其它項目。按啟動即開始數(shù)據(jù)傳輸，傳輸時會有字節(jié)數(shù)變化，直至結(jié)束。

　　1.6.2 由PC向機(jī)床傳輸備份數(shù)據(jù)和程序

　　(1)機(jī)床端：在數(shù)控系統(tǒng)集成面板上選擇“SERVICES”服務(wù)操作區(qū)，按DATA IN ，進(jìn)人數(shù)據(jù)輸人菜單，用豎向軟鍵選擇接口：“RS-232用戶”。按啟動鍵等待數(shù)據(jù)輸人。

　　(2)啟動PCIN軟件，選擇DATA—OUT，回車確認(rèn)，在FII E NAME欄中輸人要輸人的程序或文件后回車確認(rèn)，即開始數(shù)據(jù)傳輸直至結(jié)束。

　　使用中要注意的問題：

　　(1)禁止帶電拔插數(shù)據(jù)線，插撥時至少有一端是斷電的，否則極易損壞機(jī)床和PC的RS232接口。

　　(2)使用臺式機(jī)時一定要將PC外殼或地線與機(jī)床地線連接，以防漏電燒壞機(jī)床串口。在信號線上串聯(lián)100～200 Q的電阻，可起到限流保護(hù)作用。

　　(3)為防止數(shù)據(jù)丟失，應(yīng)經(jīng)常對主程序、子程序、R參數(shù)、刀偏、零偏和設(shè)定參數(shù)等數(shù)據(jù)進(jìn)　行備份，以便于維修和恢復(fù)。

　　(4)數(shù)控程序要以文本形式傳輸，選擇較低的串口傳輸率，格式要標(biāo)準(zhǔn)化。

　　(5)PC機(jī)的串口傳輸率最高可達(dá)128 000bps，一般數(shù)控系統(tǒng)無法達(dá)到，F(xiàn)ANUC—Oi最高也只能達(dá)到19 200 bps。當(dāng)傳輸不正常時，波特率可以設(shè)得低一些，如4 800bps，但要注意PC與機(jī)床設(shè)定要一致。

　　(6)串口通信距離不要超過15 m，否則會導(dǎo)致錯誤或無法傳輸。降低波特率可提高傳輸距離，避免通訊現(xiàn)場電磁干擾。

　　(7)筆記本電腦上使用一些USB to CoM線時可能會出現(xiàn)傳輸不正常，這主要與筆記本電壓低(臺式機(jī)上串口電壓為15 V，筆記本電腦USB輸出電壓6 V)有關(guān)。

　　(8)廠商采用的芯片質(zhì)量也相當(dāng)重要。原裝數(shù)據(jù)線采用國際名牌貼片元件(如PRoI IFIC科技的PI 芯片)，其功耗較小，而兼容USB—CoM線往往用的是廉價芯片，做工用料較差，當(dāng)輸出電流無法滿足數(shù)據(jù)線工作需要時，數(shù)據(jù)線就會信號出錯甚至無法正常工作。