一种多台数控系统之间的并行通讯装置及通讯方法

摘要

本发明公开了一种多台数控系统之间的并行通讯装置，该装置将数控系统自带PLCI/O口的部分I/O点用于各数控系统之间的并行通讯，硬件连接按如下方法连接：多台数控系统通过自带的PLC I/O口相互连接成环形；确定其中一台为主机。本发明还公开了多台数控系统之间的并行通讯方法。本发明提供的并行通讯方法，无数控系统的台数限制，不但每台数控系统上都可以显示其他数控系统的状况，而且可以在任一数控系统上控制其他数控系统的运行。本发明连接简单，没有可连接数控系统的台份限制，并且每台数控系统上都可以显示其他数控系统的状况，可以在任一数控系统上控制其他数控系统的伺服启动、循环启动、加工暂停、进给保持、急停等等。

说明书

技术领域

本发明涉及数控机床，尤其涉及多台数控系统之间的并行通讯装置及通讯方法。 

背景技术

数控系统是数控机床的控制核心，具有轮廓计算、插补等功能，其中数控系统自带的PLC是数控系统与机床侧的通讯桥梁，数控系统通过自带的PLC功能控制数控机床的动作（如轴的移动、刀架刀库的换刀、程序的执行停止、故障状态的监测等等）。在多台数控系统组成的大型多工位组合机床上，为了使各数控系统控制的轴和机械部分能互相配合，同时为了能在一个位置上控制所有数控系统的启动、停止等动作，每台数控机床都必须相互通讯，虽然现在数控系统都有以太网、总线等通讯接口，但因为数控系统的功能主要是为了满足单台数控机床的需求，所以数控系统的功能在多台数控系统的通讯上有限制，如数控系统不能通过有的通讯口（如以太网）来被其他设备控制，数控系统有的通讯口（如总线）可以连接的设备数量有限制等等。 

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种多台数控系统的并行通讯装置及通讯方法，没有可连接数控系统的台份限制，并且每台数控系统上都可以显示其他数控系统的状况，可以在任一数控系统上控制其他数控系统的伺服启动、循环启动、加工暂停、进给保持、急停等等。 

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种多台数控系统之间的并行通讯装置，将数控系统自带PLC I/O口的部分I/O点用于各数控系统之间的并行通讯，硬件连接按如下方法连接： 

（1）多台数控系统通过自带的PLC I/O口相互连接成环形； 

（2）确定其中一台为主机。 

硬件连接如图1所示，第一台数控系统的PLC输入口与最后一台数控系统的PLC输出口一对一连接，第一台数控系统的PLC输出口与第二台数控系统的PLC输入口一对一连接，第二台数控系统的PLC输出口与第三台数控系统的PLC输入口一对一连接，以此类推形成环形连接。 

一般认定第一台数控系统为主机，主机的作用就是控制哪一台数控系统可以发送包含当前状态的数据。 

一种多台数控系统之间的并行通讯方法， 

（1）首先规定多台数控系统之间传输的数据格式： 

10）一次通过I/O口并行传送的是多位数据；根据接收和发送数据的位数，相互PLCI/O口的连接就必须有相应数量的I/O点，如规定了接收和发送的数据是16位数据，相互PLC I/O口的连接I/O点数各为16个点。 

11）将步骤10）的多位数据分为功能位、地址位和数据位；上述功能位、地址位和数据位如图2所示，其中功能位是指代表当前数据用途的数据位，如读入请求功能0001、读入完成功能0101、发送控制指令功能1000等等，地址位是指代表当前数据与哪台数控系统有关，一般第一台数控系统地址位编号为0001，第二台数控系统地址位编号为0010，第三台数控系统地址位编号为0011，以此类推，数据位代表数据的具体内容，如正常运行00000001，停止状态00000010，循环启动请求10000001，进给保持请求10000010，急停报警01001111等等。 

（2）然后在PLC中， 

21）首先定义功能位确定的功能的优先级；定义功能必须有优先级是为了防止各个功能在环路传递上出现冲突，低优先级的数据必须避让高优先级的数据，低优先级的数据在高优先级数据产生时可以丢弃或存储，等高优先级数据确认完成传递后再由主机重新发送或由高优先级数据产生的数控系统发送上一次存储的低优先级数据。 

22）在环路上接收和发送的数据由数控系统一台接一台的接收和发送，在接收和发送的控制上必须确认当前发送的数据已经经过了所有的数控系统；因为每台数控系统PLC的扫描时间有差别，为了保证数据能被所有的数控系统接收，也为了防止有两台以上的数控系统同时发送数据，发送数据的数控系统必须确认数据已经到达所有数控系统，然后发送完成数据，允许其他数控系统发送数据。 

23）每台数控系统均发送包含当前状态的数据，由主机控制其中任一台数控系统均可发送数据。 

有益效果：本发明提供的多台数控系统之间的并行通讯方法，连接简单，没有可连接数控系统的台份限制，并且每台数控系统上都可以显示其他数控系统的状况，如哪台数控系统有报警，是什么报警，是否加工完毕等待换料等等，可以在任一数控系统上控制其他数控系统的伺服启动、循环启动、加工暂停、进给保持、急停等等。 

附图说明

图1所示为本发明提供的硬件连接示意图； 

图2所示为本发明中数据的格式图； 

图3是地址为0001数控系统（主机）在PLC中具体的数据处理流程； 

图4是除主机外的其他数控系统在PLC中具体的数据处理流程。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的举例说明，为了描述简单，示例中设定7台数控系统，各数控系统之间通过16个输入点和16个输出点进行连接； 

1、实现的功能：每台数控系统上都可以显示其他数控系统的状况，可以在任一数控系统上控制其他数控系统。 

2、规定具体的数据内容：数据长度为16位，其中功能位4位，地址位4位，数据位8位， 

功能位：读入请求功能0001、状态发送中功能0011、读入完成功能0101、发送控制指令功能1000； 

地址位：从0001到0111，1000代表所有数控系统，其中0001为主机； 

数据位：为了描述简单明了，在本例中不做具体规定，以XXXXXXXX标示。 

3、PLC中的数据处理流程： 

3.1、开机后，各数控系统即进入依次发送状态数据的循环，各数控系统包括主机，如果接收到与本机地址不符的数据，根据功能位，0011则显示地址位代表的数控系统的状态，1000则执行其他数控系统发送的指令，其他功能则不做处理，然后将接收的数据直接发送； 

3.2、开机后，主机先发送状态数据0011 0001 XXXXXXXX，其他数控系统接收，显示主机状态并直接发送收到的数据给下一台数控系统，一个循环完成后，主机接收到先前发送的状态数据0011 0001 XXXXXXXX，即确认数据已经被所有数控系统接收，主机发送0001 0010 00000000，请求下第二台数控系统发送状态数据； 

3.3、除主机外的其他数控系统接收到状态数据发送请求0001 XXXX 00000000，如地址位相符，则发送状态数据0011 XXXX XXXXXXXX，当一个循环完成后，当前数控系统接收到先前发送的状态数据0011 XXXX XXXXXXXX，即确认数据已经被所有数控系统接收，当前数控系统则发送状态数据发送完成数据0101 XXXX XXXXXXXX； 

3.4、主机接收到发送完成数据后，将地址加1，发送0001 XXXX 00000000，请求下一台数控系统发送状态数据，如接收的数据是最后一台的完成数据0101 0111 XXXXXXXX，则主机直接发送状态数据0011 0001 XXXXXXXX，开始下一次循环； 

3.5、当任一台数控系统需要发出控制其他所有数控系统的指令时，先存储当前接收的低优先级数据0XXX XXXX XXXXXXXX，然后发送控制指令1000 1000 XXXXXXXX，其他数控系统接收执行数据中的规定动作，并把接收的数据发往下一台 数控系统；当发送控制指令的数控系统接收到先前发送的数据1000 1000 XXXXXXXX，则确认数据已经被所有数控系统接收，然后继续发送先前存储的低优先级数据0XXX XXXX XXXXXXXX，继续状态数据的循环传送。 

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。