专利名称：群控式数控设备的通信装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及群控式数控设备的通信装置。
在群控通信系统即DNC(Distribute Numerical Control)系统中，主控计算机与数控设备的通信方式主要有串行异步通信方式(如RS-232等)和符合同步数据链路控制协议的位总线(BITBUS)方式。
由扬州大学工学院研制的DNC通信装置采用RS-232串行通信方式，对主控计算机的串行通信口进行扩展，实现1台主控计算机与具有DNC接口的4台数控机床之间的数据双向传输。(参见检出文献[9]:“混合型数控机床的DNC通信方法”，《机械与电子》96(2):14-16)。该装置的结构见
图1。福州模具厂王上游等人共同开发的DNC系统实现了一台计算机将数控程序传递给三台数控铣床。(参见检出文献[7]:“模具CAM技术及数控加工的DNC系统”，《中国科技成果大全》93(2):105)，解决的技术关键是数控机床的通信接口，RS-232接口与计算机的通信协议问题。上述两种装置通迅距离较短，通信速率较低，所连接的数控设备数量有限，实时性不强，易受电磁干扰。
基于位总线的DNC通信系统采用BITBUS为主控计算机与数控设备的通信网络，实现1台计算机与多台(最多28台)数控机床之间较高速的双向数据通信(参见检出文献[16]“Ditribute Control&DataAcquisition on Bitbus”,《Fieldcomms’95》95,V.457～74)。主从式总线型结构导致数据交换瓶颈现象的出现或主节点发生故障带出整个DNC通信装置实时性不强，通信不十分可靠。
本实用新型针对上述现有技术的不足，提供一种群控式数控设备的通信装置，使该装置通讯距离长，传输速度快，通信可靠，与异构数控设备方便地实现控制局域网，增加数控设备的连接数量，且能有效防止电磁干扰。
为实现上述发明创造的目的，本实用新型的技术方案是在现有的群控通信装置基础上作如下改进，将通信线与主控设备和各控制局域网通信前端单元连接，主控设备为计算机或单片机或单板机，每一控制局域网通信前端单元包括控制局域网驱动器，与该驱动器连接的微处理器，与微处理器连接的各通信端口，与微处理器连接的可擦写只读存储器和静态存储器。其中微处理器可为计算机或单片机或单板机。各控制局域网通信前端单元与电源连接。在控制局域网通信前端单元内可设置光电耦合器和电源隔离变幻模块，使电源隔离变幻模块与电源正极和光电耦合器连接，光电耦合器与控制局域网驱动器和通信线连接。
信号流向说明如下在图2中，由主控计算机(或主控专用装置)下传给数控设备的信息是按以下顺序传递的从主控计算机的存储器中取出信息，处理后送入插在计算机中的CAN总线控制卡(CAN-ISA)，由CAN总线控制卡的微处理器(如8088CPU)按EPROM内的监控软件进行处理，将信息发给CAN收发器(如82C200)，可经光电偶合器(6N137)进行隔离后送往CAN总线；CAN通信前端单元从CAN总线上获取信息可经光电偶合器(6N137)进行隔离，送入CAN驱动器(82C250)，由微处理器(80C592)按EPROM内监控程序和EEPROM内的通信协议软件处理，将信息通过RS-232(ICL-232),RS-422(MGX422),RS-485(MAX485),I/O口等一种方式送入具有相应接口的数控设备中。
由数控设备上传给主控计算机(或主控专用装置)的信息与上顺序正好相反从数控设备发出的信息通过RS-232、RS-422、RS-485、I/O口等任一种方式进入CAN通信前端单元，由微处理器(80C592)按EPROM内监控程序和EEPROM内的通信协议软件处理，将信息发给CAN驱动器(82C250)，可经光电耦合器(6N137)进行隔离，送入CAN总线；主控计算机(或主控专用装置)中的CAN总线控制卡(CAN-ISA)从CAN总线上获取信息可经光电耦合器(6N137)进行隔离，送给CAN总线收发器(82C200)，由CAN总线控制卡的微处理器(8088CPU)按EPROM内的监控软件进行处理，送给主控计算机(或主控专用装置)。
本实用新型与现有技术相比，具有以下效果1．由于将CAN总线应用在DNC通信中，因此通信速率得到提高，通信距离加长，连接的数控设备数量增多。
2．采用软插件技术，实现了具有不同通信协议的数控设备的集成。
3．有效解决了多台数控设备的通信竞争问题4．具有数控程序的下传，上传，远程控制及数据采集功能5．实现了多台数控设备边加工边传输的实时通信功能6．可连接具有不同接口类型(如RS-232,RS-422,RS-485,I/O等)的数控设备图1为扬州工学院研制的DNC装置原理图。图2为本实用新型的技术方案原理图。图3为本实用新型的装置连接图。图4为本实用新型的第一种结构图。图5为本实用新型的第二种结构图。图6为本实用新型的第三种结构图。图7为本实用新型的第四种结构图。在图1-图7中1-主控计算机 2-电平变换器3-译码器 4-逻辑与门5-总线缓冲器 6-电平变换器7,8,9,10-数控机床 11-主控设备12-CAN总线卡 13-微处理器(8088CPU)14-CAN总线收发器(82C200) 15-静态存储器(SRAM)16-可擦写只读存储器(EPROM或EEPROM) 17-双绞线18-CAN通信前端单元 19-CAN通信前端卡20-电源21-CAN总线驱动器22-微处理器(80C592)23-可擦写只读存储器(EPROM EEPROM)24-静态存储25-RS-232收发器26-RS-422收发器27-RS-485收发器28-输入输出口驱动器29-RS-232连接线30-数控设备31-主控计算机32-RS-232,RS-422,RS-485,I/O口任一种33-CAN通信前端计算机34-主控专用装置
以下结合附图予以说明实施例1在图4中，装置由主控计算机，CAN总线网络及CAN通信前端单元组成。CAN总线卡(CAN-ISA)插在主控计算机的插槽中，通过计算机的ISA总线与其交换信息CAN通信前端单元主要由CAN通信前端卡和电源组成，完成与主控计算机通信和与数控设备通信功能。在主控计算机与CAN通信前端单元两者之间通过CAN总线(如一根双绞线)连接进行信息的长距离高速可靠传递。在CAN通信前端单元与数控设备之间可采用RS-232,RS-422,RS-485,I/O口中任一种方式连接，实现两者之间的通信。每接入一台数控设备，即相应增加一台CAN通信前端单元与之进行连接，并将CAN通信前端单元挂在CAN总线网络上，实现群控通信。
实施例2在图5中，装置由主控计算机，CAN总线网络及CAN通信前端计算机组成。CAN总线卡(CAN-ISA)插在主控计算机的插槽中，通过计算机的ISA总线与其交换信息；在CAN通信前端计算机中也插入CAN总线卡(CAN-ISA)，完成与主控计算机通信和与数控设备通信功能。在主控计算机与CAN通信前端计算机两者之间通过CAN总线连接进行信息的长距离高速可靠传递。在CAN通信前端计算机与数控设备之间可采用RS-232,RS-422,RS-485,I/O口中任一种方式连接，实现两者之间的通信。每接入一台数控设备，即相应增加一台CAN通信前端计算机与之进行连接，并将CAN通信前端计算机挂在CAN总线网络上，实现群控通信。
实施例3在图6中，与实施例1主要区别在于主控设备不采用计算机，采用主控专用装置即单片机，并将CAN-ISA卡插入其中，其余部分与实施例1相同。
实施例4在图7中，与实施例2主要区别在于主控设备不采用计算机，采用主控专用装置即单片机，并将CAN-ISA卡插入其中，其余部分与实施例2相同。
权利要求1．一种群控式数控设备的通信装置，包括主控设备，装在该主控设备内的控制局域网总线卡，与各控制局域网通信前端单元连接的电源，各数控设备分别与对应的控制局域网通信前端单元连接，其特征在于将通信线与主控设备和各控制局域网通信前端单元连接，每一控制局域网通信前端单元包括控制局域网驱动器，与该驱动器连接的微处理器，与微处理器连接的各通信端口，与微处理器连接的可擦写只读存储器和静态存储器。
2．根据专利要求1所述的群控式数控设备的通信装置，其特征在于在控制局域网通信前端单元内设置了光电耦合器和电源隔离变幻模块，使电源隔离变幻模块与电源正极和光电耦合器连接，光电耦合器与控制局域网驱动器和通信线连接。
3．根据专利要求1所述的群控式数控设备的通信装置，其特征在于主控设备为计算机，每一控制局域网通信前端单元内的各通信端口为RS-232,RS-422,RS-485和一个输入输出接口。
4．根据专利要求1所述的群控式数控设备的通信装置，其特征在于主控设备为计算机，控制局域网通信前端单元由计算机和装在该计算机内的控制局域网总线卡组成。
5．根据权利要求1所述的群控式数控设备的通信装置，其特征在于主控设备由单片机和装在该单片机内的控制局域网总线卡构成。
6．根据权利要求1所述的群控式数控设备的通信装置，其特征在于主控设备由单片机和装在该单片机内的控制局域网总线卡构成，控制局域网通信前端单元由控制局域网通信前端计算机和装在该计算机内的控制局域网总线卡组成。
专利摘要群控式数控设备的通信装置主要涉及数控系统通信装置。该装置包括主控设备,与各控制局域网通信前端单元连接的电源并将通信线与主控设备和各控制局域网通信前端单元连接,该单元包括控制局域网驱动器、微处理器、各通信端口及存储器。使得数控系统通信速率得以提高,通信距离加长,连接的数控设备数量增多;完成多种通信协议的数控设备的集成,解决通信竞争,实现程序传送及远程控制;达到多台数控设备实时通信,并提供多种接口类型。本装置适用于各种数控设备进行实时通信。
文档编号G05B15/00GK2331990SQ9822802
公开日1999年8月4日 申请日期1998年1月7日 优先权日1998年1月7日
发明者王时龙, 刘飞, 简易, 张旭梅, 陶桂宝, 杨萍 申请人:重庆大学