專利名稱：基于can總線的數(shù)控機床故障信號檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于數(shù)控機床故障信號檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于CAN總線的 數(shù)控機床故障信號檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)控機床功能的不斷提高，高速度、高精度、高效率、高復(fù)合是數(shù)控機床的發(fā) 展方向，數(shù)控機床越來越復(fù)雜，一旦出現(xiàn)故障，排除時間增長，難度增大，這在一定程度上限 制了數(shù)控機床的使用，給用戶造成了一定的經(jīng)濟損失。如何在數(shù)控機床出現(xiàn)故障時，進行快 速檢測變得非常重要?，F(xiàn)場總線是當今工業(yè)自動化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點之一，被稱之為自 動化領(lǐng)域的計算機局域網(wǎng)，現(xiàn)場總線是開放式、數(shù)字化、多點通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)，用它組 網(wǎng)，能節(jié)約硬件數(shù)量與投資費用，系統(tǒng)具有很高的準確性和可靠性，并且設(shè)計簡單、易于重 構(gòu)。CAN總線已形成國際標準，并被公認為最有前途的現(xiàn)場總線之一，CAN總線是數(shù)控機床 組網(wǎng)的主要發(fā)展方向。CAN采用非破壞性總線仲裁技術(shù)，當兩個節(jié)點(即子系統(tǒng))同時向網(wǎng) 絡(luò)上傳遞信息時，優(yōu)先級低的停止數(shù)據(jù)發(fā)送，而優(yōu)先級高的節(jié)點可不受影響繼續(xù)傳送數(shù)據(jù)， 這樣能夠大大節(jié)省總線沖突仲裁時間，通訊靈活，可方便地構(gòu)成多機備份系統(tǒng)及分布式監(jiān) 測、控制系統(tǒng)，基于CAN總線的數(shù)控機床網(wǎng)絡(luò)解決了局域網(wǎng)型數(shù)控機床網(wǎng)絡(luò)的缺點，結(jié)構(gòu)簡 單、實時性好、可靠性高、通信距離長、連接設(shè)備多。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種基于CAN總線的數(shù)控機床故障信號檢測系統(tǒng)，它 是一種高速、實時性強、具備復(fù)雜的錯誤檢測和抗干擾能力的通信系統(tǒng)，以滿足數(shù)控機床現(xiàn) 場通信的要求。本實用新型采用的技術(shù)方案是整個系統(tǒng)由一個主節(jié)點和多個終端節(jié)點組成，主 節(jié)點由上位PC機、CAN通訊板卡及總線收發(fā)器構(gòu)成，終端節(jié)點由機床、中央處理器及總線收 發(fā)器構(gòu)成，主節(jié)點和終端節(jié)點通過總線收發(fā)器掛接在CAN總線電纜的兩端，總線兩端各有 一個匹配電阻R，R的阻值為120歐姆。中央處理器采用PIC18F458單片機，此款單片機自 帶CAN控制器和AD轉(zhuǎn)換器，中央處理器通過外接的傳感器檢測數(shù)控機床所要檢測的數(shù)據(jù)， 經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后，利用CAN控制器經(jīng)過總線收發(fā)器MCP2551發(fā)送到CAN總線上，然后主節(jié)點的 總線收發(fā)器MCP2551將收到的數(shù)據(jù)發(fā)給CAN通訊板卡GY784X，CAN通訊板卡再將數(shù)據(jù)通過 PCI總線傳給上位PC機，這樣就實現(xiàn)了對各個數(shù)控機床的遠程監(jiān)控，掌握數(shù)控機床的實時 工作情況。本實用新型的有益效果是本實用新型提供一種高速、實時性強、具備復(fù)雜的錯誤 檢測和抗干擾能力的數(shù)控機床故障信號檢測系統(tǒng)，整個系統(tǒng)具有統(tǒng)一的標準接口，具有良 好的可擴展性，可以滿足各種工業(yè)現(xiàn)場的通信需要。

圖1 本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2 本實用新型的中央處理器和總線收發(fā)器相連接的電路圖。
具體實施方式
如圖1所示整個系統(tǒng)由一個主節(jié)點和多個終端節(jié)點組成，主節(jié)點由上位PC機、 CAN通訊板卡及總線收發(fā)器構(gòu)成，終端節(jié)點由機床、中央處理器及總線收發(fā)器構(gòu)成，主節(jié)點 和終端節(jié)點通過總線收發(fā)器掛接在CAN總線電纜的兩端，總線兩端各有一個匹配電阻R。 CAN總線采用差動電平傳輸信號，CAN總線電纜由內(nèi)芯和外芯組成，分別作為CAN總線的高 電平(CAN H)線和低電平(CAN L)線，在電纜兩端用匹配電阻R將內(nèi)芯和外芯連起來，這樣 就構(gòu)成了一個完整的系統(tǒng)。中央處理器采用PIC18F458單片機，此款單片機自帶CAN控制 器和AD轉(zhuǎn)換器，中央處理器通過外接的傳感器檢測數(shù)控機床所要檢測的數(shù)據(jù)，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換 后，利用CAN控制器經(jīng)過總線收發(fā)器MCP2551發(fā)送到CAN總線上，然后主節(jié)點的總線收發(fā)器 MCP2551將收到的數(shù)據(jù)發(fā)給CAN通訊板卡GY784X，CAN通訊板卡再將數(shù)據(jù)通過PCI總線傳 給上位PC機實現(xiàn)了對各個數(shù)控機床的遠程監(jiān)控，掌握數(shù)控機床的實時工作情況。如圖2所示由于CAN總線采用差動電平傳輸信號，而中央處理器內(nèi)部的CAN控 制器輸出的是普通的電壓電平，所以要采用總線收發(fā)器MCP2551來匹配電平。中央處理器 PIC18F458單片機內(nèi)部CAN控制器的輸出引腳CANTX與總線收發(fā)器MCP2551的輸入引腳RXD 相連，輸入引腳CANRX與總線收發(fā)器MCP2551的輸出引腳T)(D相連。另外一點要選取帶屏蔽功能和電阻率低的CAN總線電纜，以克服電纜上的信號干 擾和衰減。以上所述的實施例僅用于說明本實用新型的技術(shù)思想及特點，其目的在于是本領(lǐng) 域內(nèi)的技術(shù)人員能夠了解本實用新型的內(nèi)容并予以實施。
權(quán)利要求1.一種基于CAN總線的數(shù)控機床故障信號檢測系統(tǒng)，其特征在于整個系統(tǒng)由一個主 節(jié)點和多個終端節(jié)點組成，主節(jié)點由上位PC機、CAN通訊板卡及總線收發(fā)器構(gòu)成，終端節(jié)點 由機床、中央處理器及總線收發(fā)器構(gòu)成，主節(jié)點和終端節(jié)點通過總線收發(fā)器掛接在CAN總 線電纜的兩端，總線兩端各有一個匹配電阻R。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線的數(shù)控機床故障信號檢測系統(tǒng)，其特征在于 所述的上位PC機與CAN通訊板卡之間通過PCI總線接口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線的數(shù)控機床故障信號檢測系統(tǒng)，其特征在于 所述的CAN通訊板卡為GY784X型CAN通訊板卡，所述的總線收發(fā)器為MCP2551型總線收發(fā) 器，連接在CAN總線電纜上；所述的中央處理器為自帶CAN控制器和AD轉(zhuǎn)換器的PIC18F458 型單片機，負責檢測機床的信號，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后，利用CAN控制器經(jīng)過總線收發(fā)器MCP2551發(fā) 送到CAN總線上；所述的匹配電阻R的阻值為120歐姆。
專利摘要本實用新型涉及基于CAN總線的數(shù)控機床故障信號檢測系統(tǒng)，整個系統(tǒng)由一個主節(jié)點和多個終端節(jié)點組成，主節(jié)點由上位PC機、CAN通訊板卡及總線收發(fā)器構(gòu)成，終端節(jié)點由機床、中央處理器及總線收發(fā)器構(gòu)成，主節(jié)點和終端節(jié)點通過總線收發(fā)器掛接在CAN總線電纜的兩端，總線兩端各有一個匹配電阻R。在工業(yè)現(xiàn)場，環(huán)境復(fù)雜，對通信的干擾強，對數(shù)據(jù)檢測的實時性要求高，利用CAN總線組建的網(wǎng)絡(luò)是一種高速的、實時性強的、具備復(fù)雜的錯誤檢測和抗干擾能力的高可靠性、強有力的網(wǎng)絡(luò)。
文檔編號G05B19/414GK201867627SQ20102056923
公開日2011年6月15日 申請日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者李劍勇, 陸斌, 高文平, 黃濤 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)