Transmisja z PC

Transmisja z PC - o co chodzi?

Wbrew pozorom nie jest to takie proste pytanie. Generalnie chodzi o to, że łączymy obrabiarkę z komputerem i programy obróbcze (programy NC) przesyłamy z komputera.
Programy te jednak można przesyłać na różne sposoby, z różnego miejsca, w różnym celu.

W tym miejscu nie będziemy się zajmować łączem LPT (dla młodych wyjaśnienie - łącze równoległe w komputerze do podłączenia starej drukarki) ze względu na kłopoty, jakie we współczesnych komputerach sprawia obsługa tego łącza).
Wyjaśnienia wymaga też na wstępie wieloznaczne, często używane (i równie często mylone) pojęcie DNC. Tu zajmiemy się dwoma znaczeniami tego skrótu:
DNC jako "Direct numerical control" - w rozumieniu transmisji ciągłej z komputera (nazywanej też transmisją blokową). Z komputera są czytane i natychmiast wykonywane poszczególne bloki programu
DNC jako "Distributed numerical control" - w rozumieniu komunikacji między komputerem centralnym a siecią obrabiarek CNC, nazywanej też czasami jako "Links System" - system połączeń.
Aby nie robić zamieszania, w dalszej części pojęcia DNC będziemy używać tylko w znaczeniu drugim (komputer centralny połączony z siecią obrabiarek). "Direct Numerical Control" zastąpimy nazwą "transmisja ciągła".
System DNC - ogólny system do transmisji centralnej .
Protokół DNC - zaimplementowany na danej obrabiarce protokół komunikacyjny.

Zróbmy pierwszy podział ze względu na typ sterowania obrabiarki (ogólnie wg lat - zupełnie umowny)

1.Obrabiarki bardzo stare (konstrukcje lat 70-tych), np. NUMS332, NC431, GE550, Sinumerik 270
Te obrabiarki nie posiadały pamięci programu, wyposażone były w czytnik taśmy perforowanej.
Wbrew pozorom z tymi obrabiarkami jest najmniejszy problem. Na obrabiarce montujemy jakąś przystawkę, emulującą pracę czytnika taśmy perforowanej. Przystawkę (np. ELA v1.2.) łączymy łączem szeregowym RS232 z komputerem, na komputerze uruchamiamy prostą aplikację i już mamy transmisję ciągłą. Program jest wykonywany blok po bloku bezpośrednio z komputera. Nie ma żadnych ograniczeń na długość tego programu.

2. Obrabiarki stare (konstrukcje 1-szej połowy lat 80-tych).
Tutaj już mamy większą różnorodność. Generalnie sterowania z tamtych lat posiadały już pamięć programu oraz, oprócz czytnika taśmy albo magnetofonu, również łącze RS232 (nazywane często V24 lub DNC). Miały też możliwość pracy bezpośrednio z taśmy perforowanej - typowym przykładem bardzo popularny FANUC 6M.
Programy z komputera do pamięci (i w drugą stronę) można przesyłać bezpośrednio poprzez RS232. Roboczo będziemy tego typu programy nazywać IN-OUT. Aby przesłać program należy uruchomić z jednej strony odbiór programu, a z drugiej strony jego wysłanie. Kłopotliwe jest więc umieszczenie komputera w dużej odległości od maszyny. Oferujemy w tym celu proste aplikacje ELC-IN oraz ELC-OUT.
Pamięć jest jednak mała i nie można wykonywać dużych programów. Żeby uruchomić duży program trzeba komputer podłączyć jako czytnik taśmy (przystawka ELA).
Niektórzy producenci wyposażali swoje sterowania w specjalne protokoły komunikacyjne na łączu RS232. Przykładem może tu być Heidenhain (TNC - FE1, FE2), Messer (KS20 - do napisania własny protokół) czy Instytut Spawalnictwa w Gliwicach (wypalarki YUN z MUS-20).

3. Obrabiarki też stare (konstrukcje 2-giej połowy lat 80-tych, szczególnie KDL).
Był to okres "radosnej twórczości" inżynierów w KDL (tzw. Kraje Demokracji Ludowej). Zaczęły być dostępne mikroprocesory zachodnie i pamięci scalone.
Wyrzucone zostały z obrabiarek czytniki taśmy perforowanej (NUMS 742), a jeśli nawet były, to zlikwidowano pracę bezpośrednio z taśmy. Przecież jeśli zainstalowano pamięć 8kB (NRD - Numerik 646) to powinno frezarce wystarczyć nawet na kilka największych programów. Dla usprawiedliwienia konstruktorów z tamtych lat - wtedy inaczej się programowało. Program, który wtedy miał 5kB, teraz pewnie mógłby się nie zmieścić w pamięci 128kB.
Do takich sterowań można tylko transmitować programy do pamięci. Aby na takiej obrabiarce wykonać duży program - trzeba wymienić sterowanie!

4. Obrabiarki "w sile wieku" (lata 90-te ubiegłego wieku).
Łącze RS232 stało się podstawowe. W obsłudze sterowania pojawił się tryb DNC, który zastąpił poprzedni tryb pracy TAPE. Wszystko by było OK, gdyby na obrabiarkach nie pojawiły się dyskietki. No bo jeśli mamy do dyspozycji 1,44MB, to po co jakiś tryb TAPE czy DNC?
Generalnie jednak mamy do dyspozycji transmisję dwukierunkową między pamięcią a komputerem oraz transmisję ciągłą przez RS232.
Rozwinięciu uległy protokoły komunikacyjne (np. LSV-2). Teraz obsługa mogła się odbywać nie tylko z pulpitu obrabiarki ale również z komputera, bez angażowania czasu maszyny (z komputera można się dostać do pamięci obrabiarki i przekopiować nowe programy).
Pojawiły się również sterowania zrealizowane na komputerach typu PC, pod systemem DOS, OS/2 i Windows (zaliczam je jednak do młodych - patrz poniżej).

5. Obrabiarki młode (XXI - wieczne).
Zastosowanie znalazły dyski SSD, praktycznie wszystko już robione jest na komputerze pod Windowsem (umownie!). Połączenie z komputerem w biurze technoga jest przez sieć Ethernet. Transmisja ciągła bezpośrednio z dysku. Nic więcej do roboty.

Drugi podział ze względu umiejscowienie komputera.

1. Komputer stoi obok maszyny.
To rozwiązanie wyśmienicie sprawdza się na elektrodrążarkach.
Operator z reguły sam pisze program i obsługuje drążarkę. Warunki (jak na przemysł) są laboratoryjne.
Z komputera można napisane programy przesłać do pamięci lub uruchomić transmisję ciągłą.
Niepotrzebne są jakieś protokoły komunikacyjne, wystarczą aplikacje IN-OUT.

2. Do maszyny podchodzimy z laptopem.
Tutaj możemy uruchamiać programy typu IN-OUT lub łączyć się poprzez protokół (np. LSV-2).
Ponieważ nowe laptopy z reguły nie mają łącza RS232 trzeba stosować konwertery USB/RS232.

3. Komputer stoi w kantorku majstra.
Zalecane włączenie komputera w sieć, celem transmisji programów z biura technologa.
Dla łącza RS232 maksymalne odległości transmisji teoretycznie wynoszą 15 metrów (praktycznie nieco więcej). Stosowane więc być powinne konwertery (RS422, TTY lub podobne).
3a) Podłączenie obrabiarek typu "1 z n" (na jednym łączu com wszystkie obrabiarki, stosowany przełącznik)
W tym rozwiązaniu można używać tylko aplikacji typu IN-OUT, kłopotliwe w obsłudze.
3b) Podłączenie obrabiarek typu "1 z n" bez przełącznika.
W odróżnieniu od poprzedniej wersji, tutaj można zastosować tylko system DNC. Niemożliwa jest realizacja transmisji ciągłej. Na obrabiarkach, które nie mają "protokołu DNC" umieszczamy porty komunikacyjne (oferujemy przystawki ELB).
3c) Podłączenie obrabiarek typu "n z n" - ile obrabiarek tyle łączy szeregowych. System DNC pełną gębą.
To rozwiązanie polecamy do stosowania, gdy wszystkie obrabiarki mają protokół komunikacyjny, ale protokoły się między sobą różnią lub gdy planowane jest uruchamianie transmisji ciągłej.
Na komputerze uruchamiamy tyle aplikacji, ile obrabiarek. Każda aplikacja ma przydzielone swoje łącze com.

4. Komputer centralny stoi w biurze technologa.
Tylko żeby technolog go nie wyłączył, gdy idzie do domu, a na hali jeszcze pracują.

5. Komputer centralny to ogólny serwer zakładowy.
Rozwiązanie dobre, bo serwera się nie wyłącza. Uważać tylko, żeby nie było za dużego ruchu w sieci - może się zatkać, gdy dużo osób będzie szperało w Internecie.

6. Komputer centralny to osobny serwer "produkcyjny".
Rozwiązanie optymalne. Stosując N-porty uzyskamy typ połączenia "n z n"

Na koniec trzeci podział - ze względu na typ oprogramowania.

1. Proste aplikacje typu IN-OUT (aplikacje IN-OUT).
Stosowane są wtedy, gdy do transmisji programu jest potrzebna obsługa z "obu stron kabla".
Aby wczytać program do pamięci obrabiarki trzeba na komputerze uruchomić aplikację "OUT", a na obrabiarce uruchomić wczytywanie (READ, LOAD).
Aby zapamiętać poprawiony w obrabiarce program na dysku komputera na komputerze uruchamiamy aplikację "IN", na obrabiarce uruchamiamy wysyłanie (PUNCH, WRITE, UPLOAD).
Mają zastosowanie w większości sterowników obrabiarek (Pronum, Sinumerik 810, 810D, FANUC, NUM itd.).
W ofercie mamy aplikacje ELC-IN oraz ELC-OUT. Wdrożone na kilkudziesięciu typach sterowań.

2. Aplikacje wg protokołu DNC (aplikacje DNC).
Można je stosować na obrabiarkach posiadających zaimplementowany protokół DNC.
Typowym przykładem jest Heidenhain. Na komputerze włączamy TncRemo i otrzymujemy coś na wzór "Norton Commandera". Kopiujemy pliki między oknami.
Wdrożone mamy aplikacje DNC na maszynach Zinser 500, Zinser 920, ESAB NCE510, Messer KS20 i KS30, YUN z MUS-20 i MUS-30.

3. System DNC.
Pod tym pojęciem będziemy rozumieć aplikację na komputerze, realizującą transmisję centralną do wszystkich (lub wydzielonej grupy) obrabiarek.
W ofercie mamy system ELS (Elbit Links System), którego pierwsze wdrożenie mieliśmy jeszcze w ubiegłym wieku (pracuje do dziś, obsługuje około 20 obrabiarek).

I to by było tyle wstępu, zapraszam na strony dotyczące poszczególnych aplikacji.

Tadeusz Mainka, 23.04.2013