專利名稱：群控式數(shù)控設(shè)備的通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及群控式數(shù)控設(shè)備的通信裝置。
在群控通信系統(tǒng)即DNC(Distribute Numerical Control)系統(tǒng)中，主控計算機與數(shù)控設(shè)備的通信方式主要有串行異步通信方式(如RS-232等)和符合同步數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議的位總線(BITBUS)方式。
由揚州大學(xué)工學(xué)院研制的DNC通信裝置采用RS-232串行通信方式，對主控計算機的串行通信口進行擴展，實現(xiàn)1臺主控計算機與具有DNC接口的4臺數(shù)控機床之間的數(shù)據(jù)雙向傳輸。(參見檢出文獻[9]:“混合型數(shù)控機床的DNC通信方法”，《機械與電子》96(2):14-16)。該裝置的結(jié)構(gòu)見

圖1。福州模具廠王上游等人共同開發(fā)的DNC系統(tǒng)實現(xiàn)了一臺計算機將數(shù)控程序傳遞給三臺數(shù)控銑床。(參見檢出文獻[7]:“模具CAM技術(shù)及數(shù)控加工的DNC系統(tǒng)”，《中國科技成果大全》93(2):105)，解決的技術(shù)關(guān)鍵是數(shù)控機床的通信接口，RS-232接口與計算機的通信協(xié)議問題。上述兩種裝置通迅距離較短，通信速率較低，所連接的數(shù)控設(shè)備數(shù)量有限，實時性不強，易受電磁干擾。
基于位總線的DNC通信系統(tǒng)采用BITBUS為主控計算機與數(shù)控設(shè)備的通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)1臺計算機與多臺(最多28臺)數(shù)控機床之間較高速的雙向數(shù)據(jù)通信(參見檢出文獻[16]“Ditribute Control&DataAcquisition on Bitbus”,《Fieldcomms’95》95,V.457～74)。主從式總線型結(jié)構(gòu)導(dǎo)致數(shù)據(jù)交換瓶頸現(xiàn)象的出現(xiàn)或主節(jié)點發(fā)生故障帶出整個DNC通信裝置實時性不強，通信不十分可靠。
本實用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種群控式數(shù)控設(shè)備的通信裝置，使該裝置通訊距離長，傳輸速度快，通信可靠，與異構(gòu)數(shù)控設(shè)備方便地實現(xiàn)控制局域網(wǎng)，增加數(shù)控設(shè)備的連接數(shù)量，且能有效防止電磁干擾。
為實現(xiàn)上述發(fā)明創(chuàng)造的目的，本實用新型的技術(shù)方案是在現(xiàn)有的群控通信裝置基礎(chǔ)上作如下改進，將通信線與主控設(shè)備和各控制局域網(wǎng)通信前端單元連接，主控設(shè)備為計算機或單片機或單板機，每一控制局域網(wǎng)通信前端單元包括控制局域網(wǎng)驅(qū)動器，與該驅(qū)動器連接的微處理器，與微處理器連接的各通信端口，與微處理器連接的可擦寫只讀存儲器和靜態(tài)存儲器。其中微處理器可為計算機或單片機或單板機。各控制局域網(wǎng)通信前端單元與電源連接。在控制局域網(wǎng)通信前端單元內(nèi)可設(shè)置光電耦合器和電源隔離變幻模塊，使電源隔離變幻模塊與電源正極和光電耦合器連接，光電耦合器與控制局域網(wǎng)驅(qū)動器和通信線連接。
信號流向說明如下在圖2中，由主控計算機(或主控專用裝置)下傳給數(shù)控設(shè)備的信息是按以下順序傳遞的從主控計算機的存儲器中取出信息，處理后送入插在計算機中的CAN總線控制卡(CAN-ISA)，由CAN總線控制卡的微處理器(如8088CPU)按EPROM內(nèi)的監(jiān)控軟件進行處理，將信息發(fā)給CAN收發(fā)器(如82C200)，可經(jīng)光電偶合器(6N137)進行隔離后送往CAN總線；CAN通信前端單元從CAN總線上獲取信息可經(jīng)光電偶合器(6N137)進行隔離，送入CAN驅(qū)動器(82C250)，由微處理器(80C592)按EPROM內(nèi)監(jiān)控程序和EEPROM內(nèi)的通信協(xié)議軟件處理，將信息通過RS-232(ICL-232),RS-422(MGX422),RS-485(MAX485),I/O口等一種方式送入具有相應(yīng)接口的數(shù)控設(shè)備中。
由數(shù)控設(shè)備上傳給主控計算機(或主控專用裝置)的信息與上順序正好相反從數(shù)控設(shè)備發(fā)出的信息通過RS-232、RS-422、RS-485、I/O口等任一種方式進入CAN通信前端單元，由微處理器(80C592)按EPROM內(nèi)監(jiān)控程序和EEPROM內(nèi)的通信協(xié)議軟件處理，將信息發(fā)給CAN驅(qū)動器(82C250)，可經(jīng)光電耦合器(6N137)進行隔離，送入CAN總線；主控計算機(或主控專用裝置)中的CAN總線控制卡(CAN-ISA)從CAN總線上獲取信息可經(jīng)光電耦合器(6N137)進行隔離，送給CAN總線收發(fā)器(82C200)，由CAN總線控制卡的微處理器(8088CPU)按EPROM內(nèi)的監(jiān)控軟件進行處理，送給主控計算機(或主控專用裝置)。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下效果1．由于將CAN總線應(yīng)用在DNC通信中，因此通信速率得到提高，通信距離加長，連接的數(shù)控設(shè)備數(shù)量增多。
2．采用軟插件技術(shù)，實現(xiàn)了具有不同通信協(xié)議的數(shù)控設(shè)備的集成。
3．有效解決了多臺數(shù)控設(shè)備的通信競爭問題4．具有數(shù)控程序的下傳，上傳，遠(yuǎn)程控制及數(shù)據(jù)采集功能5．實現(xiàn)了多臺數(shù)控設(shè)備邊加工邊傳輸?shù)膶崟r通信功能6．可連接具有不同接口類型(如RS-232,RS-422,RS-485,I/O等)的數(shù)控設(shè)備圖1為揚州工學(xué)院研制的DNC裝置原理圖。圖2為本實用新型的技術(shù)方案原理圖。圖3為本實用新型的裝置連接圖。圖4為本實用新型的第一種結(jié)構(gòu)圖。圖5為本實用新型的第二種結(jié)構(gòu)圖。圖6為本實用新型的第三種結(jié)構(gòu)圖。圖7為本實用新型的第四種結(jié)構(gòu)圖。在圖1-圖7中1-主控計算機 2-電平變換器3-譯碼器 4-邏輯與門5-總線緩沖器 6-電平變換器7,8,9,10-數(shù)控機床 11-主控設(shè)備12-CAN總線卡 13-微處理器(8088CPU)14-CAN總線收發(fā)器(82C200) 15-靜態(tài)存儲器(SRAM)16-可擦寫只讀存儲器(EPROM或EEPROM) 17-雙絞線18-CAN通信前端單元 19-CAN通信前端卡20-電源21-CAN總線驅(qū)動器22-微處理器(80C592)23-可擦寫只讀存儲器(EPROM EEPROM)24-靜態(tài)存儲25-RS-232收發(fā)器26-RS-422收發(fā)器27-RS-485收發(fā)器28-輸入輸出口驅(qū)動器29-RS-232連接線30-數(shù)控設(shè)備31-主控計算機32-RS-232,RS-422,RS-485,I/O口任一種33-CAN通信前端計算機34-主控專用裝置
以下結(jié)合附圖予以說明實施例1在圖4中，裝置由主控計算機，CAN總線網(wǎng)絡(luò)及CAN通信前端單元組成。CAN總線卡(CAN-ISA)插在主控計算機的插槽中，通過計算機的ISA總線與其交換信息CAN通信前端單元主要由CAN通信前端卡和電源組成，完成與主控計算機通信和與數(shù)控設(shè)備通信功能。在主控計算機與CAN通信前端單元兩者之間通過CAN總線(如一根雙絞線)連接進行信息的長距離高速可靠傳遞。在CAN通信前端單元與數(shù)控設(shè)備之間可采用RS-232,RS-422,RS-485,I/O口中任一種方式連接，實現(xiàn)兩者之間的通信。每接入一臺數(shù)控設(shè)備，即相應(yīng)增加一臺CAN通信前端單元與之進行連接，并將CAN通信前端單元掛在CAN總線網(wǎng)絡(luò)上，實現(xiàn)群控通信。
實施例2在圖5中，裝置由主控計算機，CAN總線網(wǎng)絡(luò)及CAN通信前端計算機組成。CAN總線卡(CAN-ISA)插在主控計算機的插槽中，通過計算機的ISA總線與其交換信息；在CAN通信前端計算機中也插入CAN總線卡(CAN-ISA)，完成與主控計算機通信和與數(shù)控設(shè)備通信功能。在主控計算機與CAN通信前端計算機兩者之間通過CAN總線連接進行信息的長距離高速可靠傳遞。在CAN通信前端計算機與數(shù)控設(shè)備之間可采用RS-232,RS-422,RS-485,I/O口中任一種方式連接，實現(xiàn)兩者之間的通信。每接入一臺數(shù)控設(shè)備，即相應(yīng)增加一臺CAN通信前端計算機與之進行連接，并將CAN通信前端計算機掛在CAN總線網(wǎng)絡(luò)上，實現(xiàn)群控通信。
實施例3在圖6中，與實施例1主要區(qū)別在于主控設(shè)備不采用計算機，采用主控專用裝置即單片機，并將CAN-ISA卡插入其中，其余部分與實施例1相同。
實施例4在圖7中，與實施例2主要區(qū)別在于主控設(shè)備不采用計算機，采用主控專用裝置即單片機，并將CAN-ISA卡插入其中，其余部分與實施例2相同。
權(quán)利要求1．一種群控式數(shù)控設(shè)備的通信裝置，包括主控設(shè)備，裝在該主控設(shè)備內(nèi)的控制局域網(wǎng)總線卡，與各控制局域網(wǎng)通信前端單元連接的電源，各數(shù)控設(shè)備分別與對應(yīng)的控制局域網(wǎng)通信前端單元連接，其特征在于將通信線與主控設(shè)備和各控制局域網(wǎng)通信前端單元連接，每一控制局域網(wǎng)通信前端單元包括控制局域網(wǎng)驅(qū)動器，與該驅(qū)動器連接的微處理器，與微處理器連接的各通信端口，與微處理器連接的可擦寫只讀存儲器和靜態(tài)存儲器。
2．根據(jù)專利要求1所述的群控式數(shù)控設(shè)備的通信裝置，其特征在于在控制局域網(wǎng)通信前端單元內(nèi)設(shè)置了光電耦合器和電源隔離變幻模塊，使電源隔離變幻模塊與電源正極和光電耦合器連接，光電耦合器與控制局域網(wǎng)驅(qū)動器和通信線連接。
3．根據(jù)專利要求1所述的群控式數(shù)控設(shè)備的通信裝置，其特征在于主控設(shè)備為計算機，每一控制局域網(wǎng)通信前端單元內(nèi)的各通信端口為RS-232,RS-422,RS-485和一個輸入輸出接口。
4．根據(jù)專利要求1所述的群控式數(shù)控設(shè)備的通信裝置，其特征在于主控設(shè)備為計算機，控制局域網(wǎng)通信前端單元由計算機和裝在該計算機內(nèi)的控制局域網(wǎng)總線卡組成。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的群控式數(shù)控設(shè)備的通信裝置，其特征在于主控設(shè)備由單片機和裝在該單片機內(nèi)的控制局域網(wǎng)總線卡構(gòu)成。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的群控式數(shù)控設(shè)備的通信裝置，其特征在于主控設(shè)備由單片機和裝在該單片機內(nèi)的控制局域網(wǎng)總線卡構(gòu)成，控制局域網(wǎng)通信前端單元由控制局域網(wǎng)通信前端計算機和裝在該計算機內(nèi)的控制局域網(wǎng)總線卡組成。
專利摘要群控式數(shù)控設(shè)備的通信裝置主要涉及數(shù)控系統(tǒng)通信裝置。該裝置包括主控設(shè)備,與各控制局域網(wǎng)通信前端單元連接的電源并將通信線與主控設(shè)備和各控制局域網(wǎng)通信前端單元連接,該單元包括控制局域網(wǎng)驅(qū)動器、微處理器、各通信端口及存儲器。使得數(shù)控系統(tǒng)通信速率得以提高,通信距離加長,連接的數(shù)控設(shè)備數(shù)量增多;完成多種通信協(xié)議的數(shù)控設(shè)備的集成,解決通信競爭,實現(xiàn)程序傳送及遠(yuǎn)程控制;達(dá)到多臺數(shù)控設(shè)備實時通信,并提供多種接口類型。本裝置適用于各種數(shù)控設(shè)備進行實時通信。
文檔編號G05B15/00GK2331990SQ9822802
公開日1999年8月4日 申請日期1998年1月7日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月7日
發(fā)明者王時龍, 劉飛, 簡易, 張旭梅, 陶桂寶, 楊萍 申請人:重慶大學(xué)