FANUC 數(shù)控系統(tǒng)以太網(wǎng)功能的應(yīng)用

張 軍 羅英俊 周立紅 寧玉紅

(北京勞動保障職業(yè)學(xué)院，北京100021)

FANUC 0i -D 數(shù)控系統(tǒng)的以太網(wǎng)硬件設(shè)備主要有以下兩種:快速以太網(wǎng)板(Fast Ethernet Board)和數(shù)據(jù)服務(wù)器板(Fast Data Server Board)，對應(yīng)功能叫做以太網(wǎng)功能(Ethernet Function)和數(shù)據(jù)服務(wù)器功能(Date Server Function)?，F(xiàn)在FANUC 0i - D 系列中的FANUC0i-MD/0i - TD 系統(tǒng)都標(biāo)準(zhǔn)裝備有支持100 Mbps 的內(nèi)嵌式以太網(wǎng)，F(xiàn)ANUC0i - Mate MD 和0i -Mate TD 只標(biāo)準(zhǔn)裝備PCMCIA 網(wǎng)卡，PCMCIA 網(wǎng)卡和內(nèi)嵌式以太網(wǎng)的功能接近，只是PCMCIA 網(wǎng)卡不支持FANUC 程序傳輸?shù)溶浖Ｒ蕴W(wǎng)功能主要包含NC數(shù)據(jù)傳送、遠程控制、以太網(wǎng)DNC 加工等，但是以太網(wǎng)板僅僅是一個硬件接口，聯(lián)機通訊的時候還需要專用的FANUC 軟件，也就是說僅僅使用以太網(wǎng)硬件設(shè)備是無法完成諸如程序傳輸?shù)裙ぷ鞯?。但基于FANUC公司提供的相關(guān)以太網(wǎng)軟件，比如FANUC 程序傳輸軟件、遠程診斷包(Machine Remote Diagnose Package)、CNC 畫面顯示(CNC Screen Display Function)等軟件均只能在快速以太網(wǎng)板和數(shù)據(jù)服務(wù)器板功能下使用，而快速以太網(wǎng)板和數(shù)據(jù)服務(wù)器板功能是系統(tǒng)的選擇功能，也就是說標(biāo)準(zhǔn)配置的FANUC 0i -D 數(shù)控系統(tǒng)不能使用FANUC 公司提供的相關(guān)以太網(wǎng)軟件。而絕大多數(shù)機床生產(chǎn)廠家基于成本、用途等原因不進行快速以太網(wǎng)板和數(shù)據(jù)服務(wù)器板的功能選擇，這就需要我們基于FANUC 公司的FOCAS 進行Ethernet 功能的二次開發(fā)，實現(xiàn)FANUC 數(shù)控系統(tǒng)的以太網(wǎng)監(jiān)控、屏幕顯示以及遠程診斷等功能，還可以通過連接Internet 網(wǎng)絡(luò)，為遠程操作﹑診斷收集正確的信息，實現(xiàn)遠程控制。

1 內(nèi)嵌以太網(wǎng)口的連接

1.1 設(shè)定電腦端IP 地址

在CNC 上使用內(nèi)嵌以太網(wǎng)口進行與電腦連接時，要使用TCP/IP 通訊協(xié)議。首先設(shè)定連接電腦端的IP地址，按照以下步驟進行設(shè)定:選取本地連接屬性后進入Internet 協(xié)議(TCP/IP)屬性設(shè)置，設(shè)定IP 地址為192.168.1.2 (注意電腦端IP 地址一定要設(shè)定與CNC端IP 地址同組，但最后一位數(shù)字不能設(shè)定與CNC 端IP 地址相同的數(shù)字)，子網(wǎng)掩碼設(shè)定為255.255.255.0，按“確定”后電腦端設(shè)定完畢。

1.2 以太網(wǎng)功能在CNC 側(cè)的設(shè)定

使用CNC 內(nèi)嵌以太網(wǎng)口進行以太網(wǎng)連接時，在CNC 端只需設(shè)定CNC 的IP 地址、TCP 和UDP 端口等信息即可。具體操作方法如下:

按【系統(tǒng)】鍵，再按擴展鍵若干次，按【內(nèi)藏口】軟鍵進入以太網(wǎng)參數(shù)設(shè)定畫面，如圖1。進入以太網(wǎng)設(shè)定畫面后，可使用推薦值192.168.1.1 設(shè)定CNC 的IP地址(注意此IP 地址必須是局域網(wǎng)中唯一的，否則會出現(xiàn)IP 地址沖突而引起CNC 與電腦的網(wǎng)絡(luò)傳輸故障)，或根據(jù)實際情況進行與電腦端同組的IP 地址設(shè)定。再按【操作】軟鍵，出現(xiàn)圖2 所示按鍵畫面。

按【內(nèi)嵌/PCMCIA】軟鍵，選擇內(nèi)置板(內(nèi)嵌網(wǎng)口)，再 按【再 起 動】、【執(zhí) 行】軟 鍵。按 軟 鍵【FOCAS2］，進入端口設(shè)定畫面，如圖3。

設(shè)定TCP 和UDP 端口，以及時間間隔，設(shè)定TCP端口為8193、UDP 端口為8192(注意端口設(shè)定值8193、8192 為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值，一般不允許修改，否則可能出現(xiàn)非法數(shù)據(jù)包通訊等問題)，時間間隔根據(jù)實際需要設(shè)定，一般來說設(shè)定10 s 即可。完成了以上設(shè)定后，系統(tǒng)側(cè)的設(shè)定就完成了。通過網(wǎng)線與電腦連接，即可實現(xiàn)連網(wǎng)通訊。

2 FOCAS 應(yīng)用程序接口

FOCAS 是FANUC Open CNC API Specifications 的縮寫，目前通用的是第2 版，第1 版適用于早期的系統(tǒng)，對于0i 系統(tǒng)來說兩個版本沒有什么太大的區(qū)別，F(xiàn)ANUC 以太網(wǎng)相關(guān)的軟件功能，都是在這個平臺上完成的。作為用戶，如果沒有選擇系統(tǒng)的快速以太網(wǎng)板或數(shù)據(jù)服務(wù)器板功能，可以使用Microsoft Visual Basic或者Visual C + +，配合FANUC 提供的FOCAS 進行自主編程，通過以太網(wǎng)連接，實現(xiàn)對FANUC 數(shù)控系統(tǒng)的遠程監(jiān)控、狀態(tài)信息采集以及數(shù)據(jù)傳送等功能。自主編程還能適應(yīng)過去老機型的CNC 系統(tǒng)，軟件也能體現(xiàn)出個性化和獨立性。

FOCAS 內(nèi)置的函數(shù)具有CNC/PMC 數(shù)據(jù)窗口功能，可以通過以太網(wǎng)(TCP/IP)接口在PC 和CNC 之間完成數(shù)據(jù)交換和信息共享。FOCAS 功能豐富，不僅能實時讀取CNC 文件數(shù)據(jù)，還能進行PMC 相關(guān)數(shù)據(jù)的讀寫。下面結(jié)合應(yīng)用Visual Basic 語言編寫的監(jiān)控程序畫面著重介紹它的幾個常用功能。(1)絕對位置坐標(biāo)顯示應(yīng)用Visual Basic 語言，調(diào)用cnc_absolute 函數(shù)，正確設(shè)置函數(shù)參數(shù)及返回值，即可實現(xiàn)絕對位置坐標(biāo)顯示。圖4 所示即為VB 程序通過調(diào)用cnc_absolute 函數(shù)完成的坐標(biāo)顯示畫面。此函數(shù)的功能是讀取指定伺服軸絕對位置坐標(biāo)，VB 編程鏈接庫“Fwlib32. dll”，坐標(biāo)數(shù)值存儲在參數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)“ODBAXIS”的“data(0)”中，函數(shù)返回值EW_OK 表示讀取信息正常。需要注意的是FOCAS 中的功能對應(yīng)各自的接口函數(shù)(API)，編程中要正確應(yīng)用接口函數(shù)參數(shù)、返回值及動態(tài)鏈接庫等，其動態(tài)鏈接庫VB 和VC 編程環(huán)境下是不同的。

(2)NC 控制的伺服軸、主軸相關(guān)數(shù)據(jù)的讀寫，包括絕對坐標(biāo)、相對坐標(biāo)、機床坐標(biāo)、剩余移動量以及實際進給速度等。圖5 所示為電腦端讀取的機床坐標(biāo)信息畫面。

(3)加工程序相關(guān)的操作，包括NC 程序的上傳/下載、程序校驗、查找及刪除，讀取CNC 程序目錄以及通過電腦實現(xiàn)DNC 加工。圖6 所示為上傳到電腦的加工程序畫面。

(4)讀寫其他數(shù)據(jù)，包括報警信息、操作提示信息、連續(xù)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)、診斷數(shù)據(jù)以及PMC 的相關(guān)地址等數(shù)據(jù)等。圖7 所示為電腦端讀取的機床報警信息畫面。

3 結(jié)語

無論是使用電腦進行程序傳輸還是遠程控制或者其他基于以太網(wǎng)的功能，CNC 硬件、CNC 功能、電腦上的軟件這些條件缺一不可。對于不能直接使用FANUC 公司提供的以太網(wǎng)軟件的機床廠家或其他用戶，可以使用FOCAS 來編寫基于以太網(wǎng)軟件，實現(xiàn)FANUC 數(shù)控系統(tǒng)的以太網(wǎng)應(yīng)用，可實時監(jiān)視、控制生產(chǎn)現(xiàn)場的情況，有助于縮短工廠生產(chǎn)的準(zhǔn)備時間和提高產(chǎn)品質(zhì)量，這樣的軟件更加體現(xiàn)專業(yè)化和個性化。

［1］栗偉.FOCAS1/2 簡明教程［Z］.FANUC 技術(shù)交流，2007.

［2］朱輝.FANUC 系統(tǒng)的以太網(wǎng)接口［Z］. FANUC 技術(shù)交流，2009，12.

［3］BEIJING-FANUC 0iD/0i-Mate D 簡明聯(lián)機調(diào)試資料［S］.2009，5.

［4］FANUC FAST Ethernet Board/FAST DATA SERVER OPERATOR＇S MANUAL［Z］.2007，3.