数控系统的通讯与接口ppt课件

数控系统的接口与通讯,我们用手工编制的加工程序一般都不太长,加工一个有钻、镗、铣、攻丝等工序的汽车变速箱程序大约有2K字节就够了,这就算长程序。在256K程序存储器的FANUC数控系统里,存储100个加工零件的程序是毫无问题的。当前生产制造的中高档数控系统无一例外,全部都采用了这种程序存储器方式作自动运行。,随着三轴乃至四、五轴联动功能的出现,加工三维空间曲面的编程已经成为必需解决的问题,因为靠人手工是无法实现的。CAD/CAM计算机辅助设计/制造软件,特别是具有三维造型和编程的软件受到用户的喜爱。市面上流行最广的有Pro/Engineer,Unigraphics,Cimatron等。由于模具制造加工的编程都属于三维实体,它们必需使用这些软件进行造型和编程。计算机应用上述软件生成的加工程序都很长,少则1-3兆,多则几十至几百兆。这样长的程序数控系统没有可存放的空间,它们只能存放在计算机的硬盘中。当需要加工时,利用电缆连接计算机和数控系统的RS232C串行接口,通过DNC软件把加工程序一部分、一部分地传送给数控系统。机床运行完一部分程序后,会请求计算机再发送一部分,直到加工完成,这就是所谓的DNC加工。,计算机网络是计算机技术和通信技术发展结合的产物。数控机床的通讯技术是以计算机网络技术为基础的。是计算机网络物理层的具体体现。我们今天所讲到的是使用计算机与数控系统间的数据通讯，是基于RS232C串行通讯协议基础上的。数据通讯可实现PROGRAM(零件程序)、PARAMTER(机床参数)、PITCH(螺距误差补偿表)、MACRO(宏程序)、OFFSET(刀具偏置表)、PMC参数及梯形图的传送，但需要分别设定PC端通讯软件和CNC端相应的通讯协议。机床参数、螺距误差补偿表、宏参数等数据的传送协议与零件程序的传送协议相同；PMC参数的传送除了数据位为8之外，其余与零件程序传送数据时的协议相同；而梯形图的传送需要专门的软件来实现。,首先介绍一下RS-232-C协议。RS-232-C协议是由美国电子工业协会EIA制定的一种串行物理接口标准。它最初是远程数据通信时为连接DTE和DCE，即连接计算机主机或CRT终端和调制解调器而制定的。目前广泛的应用于主机和CRT终端间的近地连接。,第二章数控机床通信和网络控制技术,数据分区和分类：数据的分区（数据存储空间主要分为）ROMFLASH-ROM，只读存储器。在数控系统中作为系统存储空间，用于存储系统文件和（MTB）机床厂文件。SRAM静态随机存储器。在数控系统中用于存储用户数据，断电后需要电池保护，所以有易失性（如电池电压过低、SRAM损坏等）。DRAM动态随机存储器。系统断电后数据丢失。,数据的分类系统文件FANUC提供的CNC和伺服控制软件称为系统软件。MTB文件PMC程序、机床厂编辑的宏程序执行器用户文件系统参数、螺距误差补偿值加工程序、宏程序刀具补偿值、工件坐标系数据PMC参数等数据的备份和保存在SRAM中的数据由于断电后需要电池保护，有易失性，所以保留数据非常必要。,FANUC系统机床数据的传输形式：,（1）RS-232异步串行数字传输形式系统I/O通道设定为：0、1、2、3（2）系统存储卡传输形式系统I/O通道设定为：4（3）以太网传输形式系统I/O通道设定为：5(网络化可以进行跨地域的协同设计、协同制造、信息共享、远程监控及远程服务),本章主要内容：（1）数控机床传输软件的功能及RS-232异步串行通信（2）传输软件的使用及数控机床数据的输入/输出操作（3）RS-232通信过程中的故障原因分析及处理方法（4）自学2.2数控机床存储卡通信技术及在线加工,（1）将数控设备CNC内部数据送人至计算机内存（数控机床数据的备份）。（2）将计算机内存数据输出至CNC中（数控机床数据的恢复）。（3）对机床参数、加工程序等数据进行编辑、打印、删除等。（4）可通过传输软件实现数控机床的在线加工和在线监控。（5）可通过传输软件（LADDER传输软件）实现系统PMC程序和PMC参数的备份、编辑及恢复。,1.数控机床传输软件的功能：,第一节传输软件的功能及异步串行数据传输,2.异步串行通信数据格式:,起始位:表示一个字符的开始，接收方可用起始位使自己的接收时钟与数据同步，起始位为低电平有效。,停止位:则表示一个字符的结束，通常停止位为1位或2位。,数据位:通信的发送方和接收方之间数据信息的传输位,通常为7位或8位。,奇偶校验位:用来检验数据的正确性，奇偶校验位为1位。,FANUC数控系统的异步串行通信数据格式为:数据位为7位、停止位为2位、奇偶校验位为1位。,3.FANUC数控系统RS-232通信电缆,机床标准RS-232-C通信电缆连接图,FANUCOC/OD系统,FANUC16/18/21/0i系统,与FANUC系统直接连接的RS-232通信电缆信号接口,第二节数控机床传输软件的使用方法(计算机侧超级终端系统通信软件),1.打开超级终端：开始程序附件通讯超级终端或c:programfilesAccessoriesHyppperTerminalHYPERTERM.EXE2.在提示框里输入连接名称,如:“CNC_COM13.选连接串口:选Com14.连接端口设置:波特率-9600,流量控制-无,其它默认5.把接收缓冲区和传输缓冲区的值调高6.以上三步(3,4,5)可由属性的配置中修改7.设置本地显示和字符延期a.打开属性框设置ASC设置b.字符延期0毫秒c.选择本地显示(显示输入的字符),1.新建立一个超级终端文件,给文件命名并选择桌面图标,2.设定计算机通信接口和相关通信参数,计算机通信接口的选择,选择接口的通信参数设定,3.超级终端文件属性的设定,打开文件属性的设置画面,ASC码设置画面,AmericanNationalStandardsInstitute（ANSI美国国家标准局）字符代码的一种表示形式,4.系统数据的发送(CNC到PC侧)的操作,计算机侧接收文件菜单,文件存储路径的选择,5.系统数据的接收（PC到CNC的数据传送）操作,计算机侧发送文件菜单,选择发送文件的路径,第三节数控机床数据的输入/输出操作,数控机床的数据输入/输出一般包括以下内容：（1）系统参数的输入/输出。（2）系统的加工程序输入/输出。（3）刀具的偏置数据及G54G59工件坐标系坐标值的输入/输出。（4）宏程序变量数据的输入/输出。（5）螺距误差补偿数值的输入/输出。（6）系统PMC参数的输入/输出。,1.FANUC0C/0D系统数据的输入/输出操作,（1）系统参数的输出1）系统在编辑状态（EDIT）。2）按系统参数/诊断功能键（DGNOS/PARAM），选择系统参数软键。3）通过系统MDI键盘的EOB+OUTPUT（如果只按OUTPUT系统900多的功能包参数不输出）。,（2）系统加工程序输出操作1）系统在编辑状态（EDIT）。2）按系统程序功能键（PROG），再按程序清单（LIB），选择要输出的程序。3）单个程序输出时，输入O#（要传送的程序号），然后按系统的OUTPUT。如果输出系统的全部程序时，输入O9999，然后按系统的OUTPUT。,（3）系统PMC参数输出的操作1）系统在编辑状态（EDIT）。2）按系统参数/诊断功能键（GNOS/PARAM），选择系统诊断软键，把光标指定到D300的地址。3）按系统的OUTPUT键。,（4）系统刀具补偿值输出的操作1）系统在编辑状态（EDIT）。2）按系统功能MENU/OFFSET刀补/坐标偏置键，选择刀具补偿画面（T系列为刀具形状、磨损补偿；M系列为刀具的长度、刀具的半径补偿）,（5）系统参数输入的操作1）系统在MDI或系统急停状态。2）系统参数写保护PWE=1。3）按系统参数/诊断功能键（DGNOS/PARAM），选择系统参数软键。4）按系统的INPUT键。5）系统出现“000”报警，系统断电再重新送电并把参数写保护PWE=0。,（6）系统加工程序输入的操作1）系统在编辑状态（EDIT）。2）系统程序编辑开关打在断开位置。3）按系统程序功能键（PROG），在按程序清单（LIB）。4）选择要传送的程序（注意输入的程序号不能与系统存储的程序号重名，否则出现报警）。5）按系统是INPUT键。,（7）系统PMC参数输入的操作1）系统在MDI或系统急停状态。2）系统参数写保护PWE=1。3）按系统参数/诊断功能键（DGNOS/PARAM），选择系统诊断软键,把光标指定到D300的地址。4）按系统的INPUT键。,2.FANUC16/18/21/Oi系统的传输操作（操作说明书）,系统状态为编辑状态（EDIT），按下系统功能键SYSTEM，通过系统软键的扩展键及系统软键菜单键（ALLIO）调出ALLI/O参数设定画面。,CNC系统数据的输出操作系统在编辑状态（EDIT），调出系统ALLI/O画面。（1）CNC参数输出操作参数（操作）PUNCHEXEC（2）程序的输出操作程序（操作）OXXXXPUNCHEXEC（3）系统补偿值的输出操作补偿值（操作）PUNCHEXEC（4）宏变量数据输出操作宏变量（操作）PUNCHEXEC,CNC系统数据输入操作系统在编辑状态（EDIT），调出系统ALLI/O画面，系统参数写保护PWE=1，程序保护钥匙开关打开。（1）CNC参数输入操作参数（操作）READEXEC（2）程序的输入操作程序（操作）READEXEC（3）系统补偿值的输入操作补偿值（操作）READEXEC（4）宏变量数据输入操作宏变量（操作）READEXEC,系统PMC参数输出操作（1）系统在编辑状态（EDIT）。（2）SYSTEM功能键PMC软键扩展软键I/O软键（3）在PMCI/O画面中，设定CHANNELNO=1，DEVICE=OTHERS，KINDDATA=PARAM，FUNCTION=WRITE，FILENO=PMC。（4）按EXEC系统软键后，开始输出PMC参数。,系统PMC参数输入操作（1）系统在急停状态。（2）SYSTEM功能键PMC软键扩展软键I/O软键（3）在PMCI/O画面中，设定CHANNELNO=1，DEVICE=OTHERS，KINDDATA=PARAM，FUNCTION=READ，FILENO=PMC。（4）按EXEC系统软键后，开始输入PMC参数。,第四节系统数据传输过程中,常见故障及原因分析,1系统通信错误报警#85（COMMUNICATIONERROR）,(1)系统参数设定与计算机侧设定不符,(2)计算机侧硬件故障.,2.计算机动作准备信号断开报警#86（DRSIGNALOFF）,(1)计算机侧参数设定错误,(2)计算机侧及接口故障(3)系统通信接口板故障。,3.系统缓冲器溢出报警#87（BUFFEROVERFLOW）,(1)计算机侧参数设定错误,(2)系统侧故障,(3)计算机侧故障,系统通信参数的检查,烧系统通信接口的原因分析目前，系统和计算机的通信接口烧的主要原因为人为原因及使用违规导致的。（1）台式计算机的主机外壳不接地计算机的外壳不接地而引起的漏电流会导致烧通信接口，实际应在机床侧安装独立的接地体，并将接地体用良好的接地线与计算机的外壳连接，就可避免该类故障的发生。（2）通信电缆接口焊接不良或采用非标准通信电缆。（3）系统或计算机带电状态下进行起拔通信电缆操作。（4）通信电缆没有防护措施，系统通信过程中，人为导致通信电缆断线或短路。,(3)进入系统引导画面,SYSTEMMONITORMAINMENU60M5-011.SYSTEMDATALOADING2.SYSTEMDATACHECK3.SYSTEMDATADELETE4.SYSTEMDATASAVE5.SRAMDATABACKUP6.MEMORYCARDFILEDELETE7.MEMORYCARDFORMAT10.End*MESSAGE*SELECTMENUANDHITSELECTKEYSELECTYESNOUPDOWN,数据备份与恢复,(4)进入系统数据拷贝画面,SYSTEMDATASAVEBOARD:MAINFILEDIRECTORYFLASHROM:16MB1.NCBASIC102.NC2BAIC83.DGBOSRVO24.PSOB406G85.PS1B406G46.PS2B406G47.ETH2EMB8END*MESSAGE*SELECTMENUANDHITSELECTKEYSELECTYESNOUPDOWN,(5)数据拷贝,数据备份与恢复,主要内容：,数控系统的接口类型常见数控系统的接口数控系统的通讯方式数控机床常见通讯故障,电源接口键盘类接口通讯类接口（以太网接口、串口接口、软驱接口）扩展类接口（远程I/O板、SV板扩展）手持单元接口主轴控制类接口I/O类开关量接口进给轴控制类接口（模拟式、脉冲式、串行式）,常见接口类型,西门子802C/Sbasiline的接口,西门子802Cbaseline的接口,西门子802Sbaseline的接口,（1）电源端子：X1,系统工作电源为直流24V，接线端子为X1，,（2）通讯接口：RS232X2,在使用外部PC/PG与西门子SINUMERIK802S/Cbaseline进行数据通讯（WINPCIN）或编写PLC程序时，使用RS232接口.,（3）编码器接口：,X3X6编码器接口X3，X3和X5为SUB-D15芯孔插座，仅用于SINUMERIK802Cbaseline。编码器接口X6也是SUB-D15芯孔插座，在802Cbaseline中作为编码器4接口，在802Sbaseline中作为主轴编码器接口使用。,（4）驱动器接口：X7,驱动器接口X7为SUB-D50芯针插座，SINUMERIK802Sbaseline与SINUMERIK802Cbaseline中X7接口的引脚分配不一样。,（5）手轮接口：X10,通过手轮接口X10可以在外部连接两个手轮。X10有10个接线端子。,（6）高速输入接口：X20,通过高速输入接口X20可以连接3个接近开关，仅用于SINUMERIK802Sbaseline。,*指NCREADY继电器的两个使能触点,（7）数字输入/输出接口：X100X105，X200和X201,共有48个数字输入和16数字输出接线端子。其输入接口X100X105引脚分配见表3-18，16个输出接口X200和X201引脚分配X100X105引脚分配,X200/X201引脚分配,华中数控,“世纪星”HNC-21的接口,电源接口DC24VDC36VAC220V,键盘接口,以太网接口,以太网口与外部计算机的连接,通过以太网口与外部计算机连接是一种快捷、可靠的方式：1.与外部计算机直接电缆连接2.也可以先连接到HUB（集线器），再经HUB连入局域网，与局域网上的其他任何计算机连接,直接电缆连接：,通过局域网连接：,软驱接口：XS4,软驱单元,若使用软驱单元则XS2、XS3、XS4、XS5为软驱单元的转接口。软驱单元提供“3.5”软盘驱动器、RS232接口、PC键盘接口、以太网接口。需要通过转接线与HNC-21数控装置连接使用。,RS232接口,西门子RS232接口,远程I/O接口：XS6,手持单元接口：XS8,手持盒,主轴控制接口,主轴D/A选用接口AOUT1和AOUT2应注意：AOUT1的输出电压为-10V+10V，AOUT2的输出电压为0V+10V，,开关量输入接口,1等效电路,IF=59mA,24VG,24V,+5V,输入开关量接口等效电路NPN型,IF=59mA,PNP开关输入公共点为24V,PNP开关量输入,输入开关量接口等效电路PNP型,NPN开关量输入,华中数控,输入端子板,输入端子板接口,开关量输出接口,输出端子板,输出端子板接口,技术参数（1）采用光电耦合技术，最大隔离电压2500VRMS（一分钟）（2）电源电压24V（3）最大输出电流100mA典型应用电路（1）驱动发光二极管可使用NPN输出或PNP输出。需串联一个电阻，控制流经发光二极管的电流，一般约为10mA。,华中数控,（2）驱动灯丝型指示灯使用NPN输出或PNP输出，需外接一预热电阻，以减少导通时的电流冲击，预热电阻阻值大小以不致于指示灯亮为原则。,用输出开关量驱动灯丝型指示灯,华中数控,（3）驱动电感性负载（如继电器）可根据需要选择NPN或PNP型输出，须在线圈附近接入续流二极管，以保护输出电路，减少干扰。（有些继电器自带续流二极管）注：应选择线圈电压为DC24V。,输出接线继电器板,继电器板集成八个单刀单投继电器和两个双刀双投继电器;最多可接16路NPN开关量信号输出及急停（两位）与超程（两位）信号;其中8路NPN开关量信号输出用于控制八个单刀单投继电器;剩下的8路NPN开关量信号输出通过接线端子引出，可用来控制其它电器，两个双刀双投继电器可由外部单独控制。,远程I/O板,模拟接口式、脉冲接口式伺服驱动器控制接口：XS30-XS33,串行接口式伺服驱动器控制接口：XS40-XS43,集成度更高；电源外置；接口直联；,HNC-18i/19i数控装置接口,4.PLC固化,4.PLC固化,4.PLC固化,轴开关量信息直接内置于控制接口中,主轴控制与主轴编码器分离,9.轴控制接口PLC电源内置数控装置采用AC220V电源,轴控制接口PLC电源内置数控装置采用AC220V电源,轴控制接口PLC电源内置数控装置采用AC220V电源,1、系统网络连接不正常1）系统参数设置或文件配置不正确2）通讯电缆出现问题通讯电缆不能够过长，以免引起信号的衰减引起故障。3）硬件故障通讯网口出现故障或网卡出现故障，可以用置换法判断出现问题的部位,通讯类故障,2、数据输入输出接口（RS-232）不能够正常工作：原因：1）系统的外部输入输出设备的设定错误或硬件出现了故障在进行通讯时，操作者首先确认外部的通讯设备是否完好，电源是否正常，2）参数设置的错误通讯时需要将外部设备的参数与数控系统的参数相匹配，如波特率、停止位必须设