丁 航， 劉 娜， 孫曉燕

(1.濟(jì)南大學(xué) 工程訓(xùn)練中心，山東 濟(jì)南 250022; 2.山東建筑大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250022)

GSK980T車床數(shù)控系統(tǒng)與PC機(jī)數(shù)據(jù)通訊的實(shí)現(xiàn)*

丁 航1， 劉 娜2， 孫曉燕1

(1.濟(jì)南大學(xué) 工程訓(xùn)練中心，山東 濟(jì)南 250022; 2.山東建筑大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250022)

使用RS232C技術(shù)實(shí)現(xiàn)了GSK980T與PC機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸，并使用VB編程工具，開(kāi)發(fā)了基于Windows操作系統(tǒng)的通訊軟件，操作簡(jiǎn)單、方便，界面人性化，方便程序的調(diào)試，提高了生產(chǎn)效率。

GSK980T；PC；MSCOMM；串口；車床數(shù)控系統(tǒng)；串口通訊

1 引 言

GSK980T車床數(shù)控系統(tǒng)(CNC)，是廣州數(shù)控設(shè)備有限公司研制的普及型數(shù)控系統(tǒng)，為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的升級(jí)換代產(chǎn)品[1]。該數(shù)控系統(tǒng)目前配備了由第三廠商生產(chǎn)的基于DOS操作系統(tǒng)的PC端通訊軟件，使用該軟件需要記憶大量的操作命令，使用非常不方便。該數(shù)控系統(tǒng)目前還沒(méi)配備基于Windows操作系統(tǒng)的PC端通訊軟件。為實(shí)現(xiàn)GSK980T車床數(shù)控系統(tǒng)與PC的數(shù)據(jù)通訊，筆者使用RS232C技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)控車床與PC機(jī)的硬件連接[2]，并研發(fā)了一款Windows操作系統(tǒng)下CNC與PC通訊的的軟件：“GSK980T車床數(shù)控系統(tǒng)與PC通訊軟件”(Serial Communication Software，簡(jiǎn)稱SCS)。

2 GSK980T與PC串口通訊原理

2.1 CNC與PC連接線

此頂設(shè)計(jì)中，需要兩段連接線來(lái)共同完成數(shù)據(jù)的傳輸，分別稱為A段和B段[3]。A段的一端稱為C端，另一端稱為非C端。C端用于連接CNC后面板的XS36端口，非C端安裝在數(shù)控車床操作面板的急停按鈕面板區(qū)。A段只有非C端暴露在車床外。

在連接時(shí)，A段的兩端不能互換。B段的兩端可以互換。A段的連接圖如圖1所示。B段，DCE與DCE的相同標(biāo)號(hào)的針腳用導(dǎo)線相連。A段與B段連接線均采用通用屏蔽傳輸線，屏蔽層內(nèi)含9根導(dǎo)線，屏蔽層焊接在DB9的金屬體上，A、B兩段的兩端都要焊。A段傳輸線長(zhǎng)1 m即可，無(wú)須加長(zhǎng)。B段視CNC與PC之間布線距離而定。B段一端與非C端連接，另一端與PC連接。

圖1 A段接線圖

2.2 CNC與PC數(shù)據(jù)端通訊流程

CNC端固化通訊軟件只支持單雙工數(shù)據(jù)通訊[4]。 CNC與PC之間的連線與CNC端固化通訊軟件相匹配，支持單雙工數(shù)據(jù)通訊[5]。即通訊中的任何一方發(fā)送，則另一方接收；反之亦然。

2.2.1 CNC發(fā)送PC接收[6]

(1) 打開(kāi)PC端串口。DTR引腳為有效狀態(tài)，DSR、DCD、 RTS、CTS引腳無(wú)效。

(2) 打開(kāi)CNC端串口。串口打開(kāi)時(shí)，CNC端串口的DTR引腳有效。致使CNC端DSR和DCD引腳有效，PC端DSR引腳有效。

(3) CNC端發(fā)送數(shù)據(jù)之前， RTS 引腳變?yōu)橛行АＶ率笴NC端CTS引腳有效，PC端DCD引腳有效。CNC端開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)，PC端開(kāi)始接收數(shù)據(jù)。

(4) 發(fā)送過(guò)程中：CNC端DTR、DSR、DCD、RTS以及CTS引腳保持有效狀態(tài)；PC端DSR、DCD引腳保持有效狀態(tài)，RTS、CTS引腳保持無(wú)效狀態(tài)。

(5) 發(fā)送結(jié)束后，CNC端RS232C串口關(guān)閉：CNC端DTR、DSR、DCD、RTS以及CTS引腳變?yōu)闊o(wú)效狀態(tài)；PC端DSR、DCD引腳變?yōu)闊o(wú)效狀態(tài)，RTS、CTS引腳保持無(wú)效狀態(tài)[7]。引腳狀態(tài)變化如表1所示。

表1 CNC發(fā)送PC接收引腳狀態(tài)變化

注：“√”表示有效；“×”表示無(wú)效。

2.2.2 PC發(fā)送CNC接收

(1) 打開(kāi)PC端串口。DTR引腳為有效狀態(tài)，DSR、DCD、 RTS、CTS引腳無(wú)效。

(2) 打開(kāi)CNC端串口。串口打開(kāi)時(shí)，CNC端串口的DTR引腳有效，致使CNC端DSR和DCD引腳有效、PC端DSR引腳有效。

(3) PC端發(fā)送數(shù)據(jù)之前， RTS 引腳變?yōu)橛行В率筆C端CTS引腳有效。PC端開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)，CNC端開(kāi)始接收數(shù)據(jù)。

(4) 發(fā)送過(guò)程中：PC端DTR、DSR、DCD、RTS以及CTS引腳保持有效狀態(tài)；CNC端DTR、DSR、DCD引腳保持有效狀態(tài)，RTS、CTS引腳保持無(wú)效狀態(tài)。

(5) 發(fā)送結(jié)束后，PC端RS232C串口先關(guān)閉：PC端DTR、DSR、DCD、RTS以及CTS引腳變?yōu)闊o(wú)效狀態(tài)；CNC端串口接著關(guān)閉：DTR、DSR、DCD、RTS以及CTS引腳變?yōu)闊o(wú)效狀態(tài)。其引腳變化如表2所示。

表2 PC發(fā)送CNC接收引腳狀態(tài)變化

注：“√”表示有效；“×”表示無(wú)效。

3 GSK980T數(shù)控車床系統(tǒng)與PC軟件設(shè)計(jì)

3.1 軟件介紹

基于VB開(kāi)發(fā)的SCS通訊軟件，操作界面簡(jiǎn)潔，人性化(如圖2所示)。在格式菜單下可設(shè)置字體的大小及背景色。在調(diào)試子菜單中可進(jìn)行格式檢查和語(yǔ)法檢查，當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，會(huì)進(jìn)行相關(guān)提示(如圖3所示)，在設(shè)置菜單中可以進(jìn)行串口參數(shù)設(shè)置，就大寫(xiě)檢查和輸入過(guò)濾(如圖4所示)，幫助菜單下提供了詳盡軟件使用說(shuō)明及代碼說(shuō)明，方便用戶操作。

圖2 SCS操作界面 圖3 調(diào)試程序界面

圖4 設(shè)置參數(shù)界面

3.2 SCS設(shè)置PC串口參數(shù)

本設(shè)計(jì)中有效波特率設(shè)置值[8]：300，600，1200，2400，4800，9600。

串行數(shù)據(jù)以貞的形式傳輸。本設(shè)計(jì)中每貞有10個(gè)二進(jìn)制位組成，其中的有效數(shù)據(jù)有7位。實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸波特率為設(shè)置值的0.7倍。

波特率不能設(shè)置太高或太低。CNC端CPU的處理能力非常有限。波特率太高會(huì)造成CNC端串口接收的數(shù)據(jù)因?yàn)榈貌坏阶x取而丟失，波特率太低則會(huì)造成傳輸慢。以上有效設(shè)置值為適合CNC的設(shè)置值，PC端通訊軟件在編程時(shí)應(yīng)該同樣遵守以上設(shè)置值。

在進(jìn)行實(shí)際通訊時(shí)， CNC端與PC端的串口波特率設(shè)置值必需相等。否則，會(huì)造成接收錯(cuò)誤[9]。

3.3 數(shù)控代碼傳輸方式

ISO代碼在CNC與PC間進(jìn)行串行傳輸。傳輸完程序號(hào)以后，開(kāi)始傳送程序體[10]。SCS以及CNC端固化程序在發(fā)送完一個(gè)程序段后，均發(fā)送一個(gè)換行符然后開(kāi)始下一程序段的發(fā)送。換行符表示一個(gè)程序段的結(jié)束以及下一個(gè)程序段的開(kāi)始。SCS在接收到換行符時(shí)就將輸入轉(zhuǎn)到下一行的第一個(gè)字符處，以示新程序段的開(kāi)始。CNC與PC中任一方發(fā)送及接收的有效數(shù)據(jù)均是ISO標(biāo)準(zhǔn)NC[11-12]。

4 結(jié) 語(yǔ)

目前SCS使用過(guò)程中運(yùn)行性能穩(wěn)定可靠。使用容易，使用過(guò)程中可以參考軟件內(nèi)置的幫助文件，無(wú)需進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)或者查找相關(guān)技術(shù)手冊(cè)。輸入程序后，使用“全面查錯(cuò)”功能可對(duì)當(dāng)前數(shù)控程序進(jìn)行深度查錯(cuò)?？梢詫?shí)時(shí)顯示接收到的數(shù)控程序，用戶可以通過(guò)發(fā)送時(shí)顯示的進(jìn)度條了解數(shù)控程序發(fā)送的進(jìn)度。

[1] 廣州數(shù)控設(shè)備廠. GSK980T車床數(shù)控系統(tǒng)操作手冊(cè)[Z].廣州：2010.

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Realization of Data Communication Between GSK980T CNC Lathe and PC

DING Hang1, LIU Na2, SUN Xiao-yan1

(1.EngineeringTrainningCenterofJinanUniversity,JinanShandong250022，China;2.SchoolofMechanicalandElectricEngineeringofShandongJianzhuUniversity，JinanShandong250022，China)

In this paper, the data communication between GSK980T CNC lathe and PC is realized by RS232C. The communication software based on Windows operating system is developed by using VB, It can be operated simply, conveniently with humanity communion interface, and the program is debugged conveniently, the produce efficiency can be improved.

GSK980T; PC; MSCOMM; RS232C; CNC for lathe; serial port communication

2013-12-09

丁 航(1978-)，女，山東濰坊人，講師，主要從事數(shù)控車床教學(xué)工作。

TG51

A

1007-4414(2014)01-0178-03