[发明专利]基于网络连接的多数控系统教学设备及通讯方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多数控教学系统及用于其的通讯方法。

背景技术

数控机床在机加工中应用越来越广泛，而目前大多学校和数控加工培训单位 采用的教学培训设备都是常规数控机床或者电脑仿真软件。常规数控机床都是一 台机床只配有一套数控系统，不同的数控系统操作方法和编程指令均有不同，如 果想针对多套数控系统进行教学，那么就必须购买多台机床，还需要有足够大的 空间来放置机床；而数控仿真软件虽然能在电脑上模拟多套系统，但是由于是通 过显示屏显示控制按键和加工图形来模拟机床的加工过程，所以培训效果比较抽 象，学生理解起来较为困难。

中国实用新型专利CN200620016891.0公开了一种教学数控机床，包括机械本 体、驱动机构、主机、运动控制卡，所述运动控制卡与主机相连并通过一I/O接口 板与驱动机构连接，其特征在于：所述教学数控机床还包括至少两套不同的控制 系统及控制系统切换电路，每一控制系统均包括相应的操作界面，所述控制系统 切换电路分别与各控制系统及主机相连且还连接于I/O接口板上，通过控制系统切 换电路实现不同控制系统之间的切换；所述运动控制卡根据主机及控制系统的信 号控制驱动机构的动作。该教学数控机床采用硬件电路实现各控制系统之间的切 换，硬件电路制作成本高，且难以升级，当需要升级时，需要重新设计新的硬件 电路，费时费力费钱。

发明内容

该发明解决了传统的多数控系统教学设备需要设计专用的硬件电路的技术问 题，大大提高多数控系统教学设备的应用范围，并提高其升级速度，大幅度降低 升级成本，安装调试方便。

有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种基于网络连接的多数控系统教学 设备及用于该多数控系统教学设备的通讯方法。

一种用于多数控系统教学设备的通讯方法，所述多数控系统教学设备包括多 系统主机和常规数控机床，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤1)：多系统主机作为上位机，常规数控机床作为下位机；

步骤2)：上位机将经解释器译码后的G代码文件与通过驱动程序从面板获 取的MCP指令一起作为打包数据进行打包，将打包后的数据包作为下行帧发送给 下位机；

步骤3)：下位机接收到下行帧后进行解包操作获取解包数据，然后通过调 用常规数控机床底层函数从解包数据中获取G代码文件和MCP指令，并使用G 代码文件和MCP指令对机床进行指令控制；

步骤4)：下位机将通过用户接口函数从机床获取的机床状态数据、PLC状 态数据和故障报警数据作为打包数据进行打包，将打包后的数据包作为上行帧发 送给上位机；

步骤5)：上位机接收到上行帧后进行解包操作获取解包数据，然后通过调 用上层函数从解包数据中获取机床状态数据、PLC状态数据和故障报警数据，用 于机床状态的显示。

其中，G代码文件是以规定的格式书写的数控代码，其构成加工程序，主要 包括G指令(如G00、G01、G90、G91)、M指令(如M03、M04、M02、M30) 和F、S、T指令(如F100、S1000)等，G代码文件先经过解释器译码，然后以 规定的数据包格式打包发送；MCP指令是控制面板上的按键指令，主要包括模式 选择、程序启停(急停、复位、循环启动、进给保持)、倍率设置、手动指令、 主轴指令、辅助动作指令等，MCP指令通过面板驱动程序获取。

优选地，数据包由8字节指令头、n字节数据和4字节CRC数据校验码构成， 其中，n为大于0的整数。

优选地，所述数据包的打包过程如下：

步骤a)：采集信息，获取要进行打包操作的数据及指令；

步骤b)：计算指令的长度，为该指令分配内存，并写入指令长度；

步骤c)：写入指针后移1字节，写入指令头；

步骤d)：写入指针后移7字节，写入数据，指针后移n字节，n为大于0的整数；

步骤e)：判断采集信息是否完成，如果否，则返回步骤a)，如果是，则进 入步骤f)；

步骤f)：写入4字节的CRC数据校验码，结束。

优选地，所述解包操作的过程如下：

步骤A)：读取数据包的第一字节值，将其与收到的字节数进行比较，如果 相等，则进行步骤B)，如果不相等，则进入步骤E)；

步骤B)：读取指针后移1字节，读取指令头；