FANUC 數控系統以太網功能的應用

張 軍 羅英俊 周立紅 寧玉紅

(北京勞動保障職業學院，北京100021)

FANUC 0i -D 數控系統的以太網硬件設備主要有以下兩種:快速以太網板(Fast Ethernet Board)和數據服務器板(Fast Data Server Board)，對應功能叫做以太網功能(Ethernet Function)和數據服務器功能(Date Server Function)。現在FANUC 0i - D 系列中的FANUC0i-MD/0i - TD 系統都標準裝備有支持100 Mbps 的內嵌式以太網，FANUC0i - Mate MD 和0i -Mate TD 只標準裝備PCMCIA 網卡，PCMCIA 網卡和內嵌式以太網的功能接近，只是PCMCIA 網卡不支持FANUC 程序傳輸等軟件。以太網功能主要包含NC數據傳送、遠程控制、以太網DNC 加工等，但是以太網板僅僅是一個硬件接口，聯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硬件設備是無法完成諸如程序傳輸等工作的。但基于FANUC公司提供的相關以太網軟件，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板和數據服務器板功能下使用，而快速以太網板和數據服務器板功能是系統的選擇功能，也就是說標準配置的FANUC 0i -D 數控系統不能使用FANUC 公司提供的相關以太網軟件。而絕大多數機床生產廠家基于成本、用途等原因不進行快速以太網板和數據服務器板的功能選擇，這就需要我們基于FANUC 公司的FOCAS 進行Ethernet 功能的二次開發，實現FANUC 數控系統的以太網監控、屏幕顯示以及遠程診斷等功能，還可以通過連接Internet 網絡，為遠程操作﹑診斷收集正確的信息，實現遠程控制。

1 內嵌以太網口的連接

1.1 設定電腦端IP 地址

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

1.2 以太網功能在CNC 側的設定

使用CNC 內嵌以太網口進行以太網連接時，在CNC 端只需設定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】鍵，再按擴展鍵若干次，按【內藏口】軟鍵進入以太網參數設定畫面，如圖1。進入以太網設定畫面后，可使用推薦值192.168.1.1 設定CNC 的IP地址(注意此IP 地址必須是局域網中唯一的，否則會出現IP 地址沖突而引起CNC 與電腦的網絡傳輸故障)，或根據實際情況進行與電腦端同組的IP 地址設定。再按【操作】軟鍵，出現圖2 所示按鍵畫面。

按【內嵌/PCMCIA】軟鍵，選擇內置板(內嵌網口)，再 按【再 起 動】、【執 行】軟 鍵。按 軟 鍵【FOCAS2］，進入端口設定畫面，如圖3。

設定TCP 和UDP 端口，以及時間間隔，設定TCP端口為8193、UDP 端口為8192(注意端口設定值8193、8192 為標準設定值，一般不允許修改，否則可能出現非法數據包通訊等問題)，時間間隔根據實際需要設定，一般來說設定10 s 即可。完成了以上設定后，系統側的設定就完成了。通過網線與電腦連接，即可實現連網通訊。

2 FOCAS 應用程序接口

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，對于0i 系統來說兩個版本沒有什么太大的區別，FANUC 以太網相關的軟件功能，都是在這個平臺上完成的。作為用戶，如果沒有選擇系統的快速以太網板或數據服務器板功能，可以使用Microsoft Visual Basic或者Visual C + +，配合FANUC 提供的FOCAS 進行自主編程，通過以太網連接，實現對FANUC 數控系統的遠程監控、狀態信息采集以及數據傳送等功能。自主編程還能適應過去老機型的CNC 系統，軟件也能體現出個性化和獨立性。

FOCAS 內置的函數具有CNC/PMC 數據窗口功能，可以通過以太網(TCP/IP)接口在PC 和CNC 之間完成數據交換和信息共享。FOCAS 功能豐富，不僅能實時讀取CNC 文件數據，還能進行PMC 相關數據的讀寫。下面結合應用Visual Basic 語言編寫的監控程序畫面著重介紹它的幾個常用功能。(1)絕對位置坐標顯示應用Visual Basic 語言，調用cnc_absolute 函數，正確設置函數參數及返回值，即可實現絕對位置坐標顯示。圖4 所示即為VB 程序通過調用cnc_absolute 函數完成的坐標顯示畫面。此函數的功能是讀取指定伺服軸絕對位置坐標，VB 編程鏈接庫“Fwlib32. dll”，坐標數值存儲在參數數據結構“ODBAXIS”的“data(0)”中，函數返回值EW_OK 表示讀取信息正常。需要注意的是FOCAS 中的功能對應各自的接口函數(API)，編程中要正確應用接口函數參數、返回值及動態鏈接庫等，其動態鏈接庫VB 和VC 編程環境下是不同的。

(2)NC 控制的伺服軸、主軸相關數據的讀寫，包括絕對坐標、相對坐標、機床坐標、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信息畫面。

(3)加工程序相關的操作，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)讀寫其他數據，包括報警信息、操作提示信息、連續工作狀態數據、診斷數據以及PMC 的相關地址等數據等。圖7 所示為電腦端讀取的機床報警信息畫面。

3 結語

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 來編寫基于以太網軟件，實現FANUC 數控系統的以太網應用，可實時監視、控制生產現場的情況，有助于縮短工廠生產的準備時間和提高產品質量，這樣的軟件更加體現專業化和個性化。

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

［2］朱輝.FANUC 系統的以太網接口［Z］. FANUC 技術交流，2009，12.

［3］BEIJING-FANUC 0iD/0i-Mate D 簡明聯機調試資料［S］.2009，5.

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