基于以太网的数控机床DNC控制系统设计.doc

基于以太网的数控机床DNC控制系统设计 第l8卷第3期 2007年8月 苏州市职业大学 JournalofSuzhouVocationalUniversity V01.18No.3 Aug.2007 基于以太网的数控机床DNC控制系统设计 张爱红 (无锡职业技术学院数控技术系,江苏无锡214121) 摘要:数控机床DNC模块是FMS实时控制系统中的核心功能模块,在调用了FANUCFOCAS2/ETHERNET软件 库的基础上,通过利用面向对象的程序设计方法进行了FMS中的DNC系统实时控制软件的设计与开发,同时实现 了与工业机器人控制器,FMS调度模块的实时通信功能. 关键词:通信协议;DNC;实时控制 中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1008—5475(2007)03-0067-03. 0前言 为了保证柔性制造系统(FMS)高效,可靠地运 行,离不开计算机对数控机床的实时控制(DNC),因 此DNC技术属于FMS实时控制系统中的一项关键 技术.目前,数控机床DNC中应用的通信技术主要 有串行通信方法,MAP通信技术,现场总线技术,相 比较第三种技术提供了一种异构数控系统实现 DNC技术的较好方案,具有通信速度高,实时性好, 抗干扰能力强等特点,但同时还存在通信协议不一 致而造成车间其他计算机不能直接访问机床,总线 的传输速度较慢,属于专有协议,开放性差等缺点【J1. 文中介绍的数控机床DNC模块是无锡职业技术学 院FMSII实时控制系统中的核心功能模块,通过 VisualC++编程调用FANUCFOCAS2/ETHERNET 库函数,完成了系统实时控制软件的设计与开发,同 时实现了与工业机器人控制器,FMS调度模块的实 时通信功能. 1系统组成 1.1FMSII总体框架 无锡职业技术学院FMSII系统由控制分系统, 信息分系统和底层设备分系统构成如图1.整个 FMS系统,在网络,数据库及CORBA的基础上,建 成了一个以计算机控制技术和通信技术为支持,以 两台数控加工设备(CL一20A数控车床,Fanuc0i—TC 系统,DMC一63V铣削中心,Siemens810D系统)为 基本的生产单位,集成化信息管理和系统总控系统 CL-20Al详细计划子系统 数控车床l DMC-63V ,, \/ 下/, 确幛器设制 分 \//,主(/ … |着\ 图1无锡职业技术学院FMSII总体框架 为中枢的计算机控制自动化制造系统. 1.2数控机床DNC模块的设计 DNC实时控制功能所承担的任务包括:(1) DNC通用模块将各机床加工过程的动作链分别转 化成各机床物理对象专用模块的控制执行代码,同 时将各CNC控制器反馈的信息转化为DNC通用模 块能识别的标准报文;(2)实时控制各机床物理对象 的操作(如传输数控程序,启动机床,监视操作状态 等);(3)通过与其它实时控制模块建立通讯,共同协 作完成零件的加工,装卸等操作121. 收稿日期:2007.-03—10 基金项目:江苏省高校高新技术产业发展指导性项目(FMs二期) 作者简介:张爱红(1971一),男,江苏盐城人,副教授,硕士,研究方向:机器人,数控等机电一体化技术. 一 67— 苏州市职业大学第l8卷 数控加工中的上下料由机械手(YASNACXRC SK16X)完成,但必须协调好机械手与机床(CL一20A) 的动作.在系统设计的过程中考虑到尽量不改变机 床原有的电气系统的接线,PMC梯形图程序,故通过 增加一块外置PLC(fpO—C10RS)实现与机械手控制 器的信息传递,并在CORBA统一通信平台的基础 上完成与仿真调度模块,机器人控制模块的实时通 信.数控机床,外置PLC,机械手控制器,DNC模块, 机械手控制模块及调度模块之间的关系如图2. 翠.\,c DNC— 土————-_1～～’T—————] 机械手控制器I’l机床模块l _『—CORBA通信平台LCORBAl通信平台l 机械手控制模块调度仿真模块 图2数控机床DNC控制系统组成框图 DNC模块,机械手控制模块,调度模块分布在3 台不同的计算机上,三者间的通信建立在CORBA 平台上.开始时由调度模块发送指令,机械手根据源 位置,目标位置的不同而执行相应的子程序和条件 分支程序[31.上,下料期间需要控制机床门的开,关以 及液压卡盘的动作,由机械手示教程序输出指令,以 “开门”为例,示教程序为”PULSEOT#(4)T=I.0”,执 行的结果将使PLC的某输入位(x1)置位,在DNC 模块中有一循环线程,与PLC进行串行通信以实时 读取机械手输出信号,并能根据信号的变化而调用 相应的功能模块,门开到位后,向PLC发送指令,使 其输出Y0,而机械手示教程序调用”WAITIN#(4) ON”等待门打开确认信号,