數控機床是數字控制機床（Computer numerical control machine tools）的簡稱，是一種裝有程序控制系統的自動化機床。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序，并將其譯碼，從而使機床動作數控折彎機并加工零件。

1 系統結構

系統的結構主要根據實際需要而選定，需要考慮的因素主要有車間的環境、工廠的自動化程度與管理層的信息集成等。系統采用工業以太網作為網絡平臺，工業以太網的抗干擾設計保證了在車間惡劣劣環境下的通信暢通及實時性，且易于與管理層集成。系統采用總線+星型的拓撲結構。主干網采用總線結構，易于組成冗余環網。局部采用星型結構，避免了某一臺設備的故障影響其他設備。系統的拓撲結構如圖1如示。

實現數控機床和工業以太網連接的協議轉換器實質就是工業以太網數據包與RS232數據包的轉換器。它向上接人工業以太網，采用工業級RJ45接口形式，向下連接帶有RS232串口的數控機床。協議轉換器可以作為數控機床的一個部件安裝在機床上。

2 系統功能

2．1通訊功能

（1）NC程序的雙向傳輸所有數控設備實施聯網集中管理，利用網絡進行NC程序（包括機床參數，刀補文件，宏程序等）的雙向傳輸，從而實現NC程序的海量存儲、集成化管理。保證所有入網數控設備可在同一時刻進行并發式的通訊傳輸。

（2）在線加工需要數控系統本身支持在線加工功能，可實現斷點續傳、子程序調用等功能。

（3）數據共享讓操作工在本地數控設備訪問其他數控設備或虛擬機床信息，方便零件轉移加工。

2．2控制功能

在該模塊中DNC服務器與CNC進行通訊，可以實時采集數控機床的加工狀態、聯網狀態、刀具信息、操作履歷，以及對刀具壽命進行管理。并且通過一定的權限確認，可以在線修改各種設備參數和運行參數，從而實現底層設備的完全監控。用戶可以隨時通過網絡查詢設備運行狀態以及設備現場的工況，對生產過程進行實時的遠程監控。

2．3NC程序管理

NC程序作為加工過程中非常重要的一部分資源，對其進行高效的數據化管理已經成為DNC系統不可缺少的一部分。NC程序的管理根據管理目標對象的不同又可分為對程序進行生命周期內的管理和NC程序內部信息管理。

作為網絡系統中的“瘦客戶機”，NC主要依靠高速網絡工作，目前，百兆以至千兆網絡已普及，支持NC的網絡基礎設施已不成問題。NC一般沒有本地的外存儲設備和多余的端口，運行的軟件和數據也都集中在服務器上，這樣的NC作為網絡節點，病毒和黑客非常難入侵，數據的安全性大大提高。由于NC能由系統管理員集中管理，一個管理員能輕松地管理成百上千的NC。此外，NC更有成本低，無噪聲，高可靠等好處。當然，NC的缺點是沒有PC那樣強大的處理能力和自由度，不能獨立工作，所以他不能代替PC。恰切地說，NC和PC各有所長，他們應該互相補充，適應不同的需求。

網絡計算機是在一定應用領域中和網絡環境下，應用程序運行和數據存儲都在服務器上，本身沒有硬盤、軟驅、光驅，并具有PC功能的一種低成本、免升級、免維護、便操作、權管理、強安全、高可靠的終端客戶機。它能滿足管理者和大眾對信息處理和信息訪問的需求，是各行業信息化應用細分的必然產物。

程序管理流程為：編程人員（有編輯修改的權限）編好的程序在完成修改、仿真校驗等工作后加載人相應數據庫試切驗證區，同時填表完成NC程序關聯信息的輸入，此時程序處于編輯狀態，經編程主管（有解鎖的權限）審核同意后，將程序改成調試狀態，此后可發送到機床試切，也可以從機床的控制面板上遠程調用程序；試切驗證和調試無錯誤的程序經程序主管的同意后發回到數據庫的鎖定區，此時程序狀態為鎖定；經過技術主管（有批準的權限）審核無誤后，正式進入數據庫定型歸檔，程序變成只讀屬性，以后不能再修改了（只有個別有權限的人可改）。整個管理流程如圖2。

3 系統關鍵部件——轉換器設計

工業以太網協議與RS232串口協議轉換器的工作原理是，把來自串口設備的任何信息透明地傳輸到工業以太網上的任何一臺計算機，也可以把來自上層的任何控制信息透明地傳輸給數控設備。通過為協議轉換器配置IP地址，數控機床成為網中的一個節點，從而達到集中管理數控機床的功能，如文件傳輸、狀態監控等。協議轉換器的結構如圖3所示。

協議轉換器就是一種嵌入式系統。采用PHILIPS公司生產的 ARM（AdvancedRISCMachines）芯片作為處理器，在ARM公司的集成開發環境ADS1．2（ARMDeveloperSuit） [中，通過在芯片上移植實時操作系統C／OS-Ⅱ及TCP／IP協議，開發基于C／OS-Ⅱ的串口監控軟件，實現了串17數據到工業以太網數據包的轉換。其工作過程如下：串口監控軟件一旦發現串17有數據到達，觸發一個中斷，系統調用協議轉換中斷服務程序，將數據轉換為工業以太網數據包，然后通過智能交換機發給管理層計算機。整個工作過程如圖4所示。

4 結語

工業以太網通信可以滿足車間數控機床網絡控制的通信要求，基于工業以太網的DNC系統使車間乃至整個企業的信息網與DNC通信網絡得以統一。達到全車間信息的完整性、通透性、一致性，而且可以直接將數控機床接人 [nternet，實現遠程信息的傳輸，適應了網絡制造的需要。由T-T．,_IIeVAX～已經成為工業現場控制發展的趨勢，以此技術實現的數控機床網絡控制系統性能可靠，易于在企業中推廣莉應用，具有廣闊的應用前景．