在模具精密加工中，高频数控电火花线切割加工机床占有重要地位，而数控系统的可靠性以及实时性与加工精度关系密切。当前线切割数控系统中普遍采用的是并口或者是串口R232或R485来传输上位机到控制器之间的图形数据流。并口传输数据量大但容易受到干扰，串口R232、R485传输速度慢，实时性不好。
本文借鉴汽车总线控制系统，将CAN总线应用于线切割机床控制系统中，满足了系统数据传输的实事性与可靠性要求。
CAN总线简介CAN*早是由德国BOSCH公司为解决现代汽车中的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种数据通信协议。CAN总线采用多主结构，网络上的任意节点可在任意时刻向其他节点发送信息，通信方式非常灵活。
由于采用了许多新技术及独特的设计，CAN总线与一般的通信总线相比，它的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。其特点可概括如下：CAN是到目前为止**有国际标准的现场总线。
CAN为多主方式工作，网络上任一节点均可李秀元应启戛李军伟高小群刘宁在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息，而不分主从。
在报文标识符上，CAN上的节点分成不同的优先级，可满足不同的实时要求，优先级高的数据*多可在134！s内得到传输。
CAN采用非破毁坏总线仲裁技术。当多个节点同时向总线发送信息出现冲突时，优先级较低的节点会主动退出发送，而*高优先级的节点可不受影响继续传送数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间。
即使是在网络负载很重的情况下，也不会出现网络瘫痪情况。
CAN节电只需通过对报文的标识符滤波即可实现点对点，一点对多点及全局广播等几种方式传送接受数据。
CAN的直接通信距离*远可达10km（速率5kbps以下），通信速率*高可达1Mbps. CAN上的节点数主要取决于总线驱动电路，目前可达110个。在标准桢报文中标识符有11位，而在扩展桢报文标识符有29位。
报文采用短桢结构，传输时间短，受干扰率低，保证了数据出错率极低。
CAN的每桢信息都有CRC校验及其它纠错措施，具有极好的纠错效果。
1模具制造技术CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响。
CAN总线具有较高的性能价格比。他的结构简单，器件容易购置，每个节点的价格较低，而且开发技术容易掌握。
CAN协议也是建立在国际标准组织的开放系统互连模型基础上的。不过其模型结构只有三层，即只取OSI底层的物理层，数据链路层和应用层。由于CAN的数据结构简单，又是范围较小的局域网，因此不需要其他中间层，应用层数据直接取自数据链路层或直接向数据链路层写数据。结构层次少，有利于系统中实时信号的传送。
CAN通信系统主要由CAN总线控制器和CAN收发器组成。NEC公司的大多数8位78K0系列单片机在内部都集成有CAN控制器，在外围电路中加CAN收发器即可完成硬件电路设计。
本文中采用了NEC公司的78K0F系列的带内部CAN控制器的8位单片机UPD78F0822.该芯片具有优秀的抗瞬变、抗电磁干扰特性。
CAN总线系统硬件部分组成本系统上位机CAN接口采用的是广州周立功公司的PCI- 5110单路智能CAN接口卡，PCI-5110智能CAN接口卡是一款采用PCI接口、集成微处理器的1路CAN接口卡，即插即用，符合PCI2.1规范。PCI- 5110接口卡采用SMD表面安装技术工艺、四层电路板工艺，安装有光电隔离模块，实现完全电气隔离的CAN接口/PCI控制电路，抗干扰能力强，非常适合在长期工作环境下的现场PC机上使用。
PCI-5110智能CAN接口卡上集成8KB高速双端口存储器，可有效提高数据吞吐率，适合用于需要进行大量数据传输的CAN通讯应用场合；硬件采用中断接收方式，可*大限度地减轻PC机负荷；对PC机的硬件、软件环境要求并不严格。
PCI-5110智能CAN接口卡提供广泛和强大的软件支持。这些软件支持包括通用的ZLGVCI驱动库接口，自动安装，支持在VC++、C++Builder、Delphi等开发环境下设计工程，可适合不同的开发人员使用。另外，PCI-5110接口卡还支持高层协议的驱动库接口，协议中的应用。！PD78F0822单片机，该单片机是NEC公司针对汽车车身控制系统和汽车仪表应用而开发的8位闪存（Flash）芯片，具有极强的环境抗干扰能力，非常适合模具加工工业现场应用。芯片采用100PinQFP封装，存储区包括120k字节的程序存储器（ROM）、1024字节的内部高速RAM（IHRAM）、096字节的内部扩展RAM（IXRAM）、2字节的LCD显示RAM和288字节的DCANRAM.！PD78F0822单片机具有运行指令的时间可以改变的特点、并且具有多达76个的I/O口、8个10位A/D转换器、一个声音产生器、2路LCD控制驱动器、4路电机控制驱动器、1个CAN接口、3个串行通信口、4个8位计数器、4个16位计数器等，同时还有电压适应范围宽（4.0-5.5V）等优点。
CAN收发芯片采用的是NXP公司的TJA1050，该芯片具有高速、低电磁辐射的特点，非常适合工业场合应用。其硬件结构如所示。TJA1050主要完成从单片机（CAN-TXD和CAN-RXD）到CAN总线（CANH、CANL）的电压转换和驱动。
4数据传输软件实现CAN总线上的信息以固定格式的报文发送。报文传输的数据帧格式为：帧信息ID+数据。
上位机采用VC进行开发，程序流程图如所示。首先调用子函数（VCIOpenDevice）打开设备，然后调用函数（VCnitCan）对CAN卡进行初始化，此时板卡已经开始工作。下面要做的工作是将主程序生成的3B格式的程序代码发到CAN总线上，3B编码格式如表1所示。CAN每一桢*多可传送8个字节的数据，本设计将第1-2字节分配给X坐标值使用，第3-4字节分配给Y坐标值，将第5-6字节分配给计数长度，将第7字节分配给方向，将第8字节分配给加工指令。通过调用函数（VCIReadCanStatus）读总线状态，当总线空闲时可以将数据发到总线上。为保证系统的可靠性，还需要调用函数（VCIReadBoardInfo）读CAN卡信息；调用函数（VCIReadErrInfo）读错误信息；调用函数（VCIGetReference）读设备参数；调用函数（VCISetReference）设置设备参数，处理不同设备的0i耐斯合模机飞模好帮手bookmark4渴t股。挪1Tits-1线切割机CAN接口电路表13B程序格式BXBYBJGZX坐标值Y坐标值计数长度方向加工指令完成以上设定后，就可以调用函数（VCIStartCAN）启动CAN，将数据流发送到总线上。通过调用函数（VCITransmit）返回实际发送的帧数。
监控信息传送到上位机，在上位机中通过调用函数（VCIReceive）来读下位机的状态信息数据，从而达到实时监控的目的。
机发送过来的数据，然后将对应数据通过不同算法处理来实现对线切割机的控制。通过调用函数（CanMsgSetDat）将线切割机的工作状态信息数据发送到上位机。
不论从实时性、适应性还是从灵活性和可靠性方面来看，CAN总线都是比RS-232和RS-485更优秀的串行总线，其在模具加工机械的数据传输和控制中将有着十分广阔的前景。
在整个传输过程中如表1那样，通过分配不同的桢ID来区分控制数据、状态数据、加工数据。实践证明：通过应用CAN总线，使数据传输更可靠了，编程也更灵活了，提高了加工质量。
为了解决线切割加工过程中上位机与下位机数据传输的可靠性与实时性问题，将汽车上的CAN总线通信应用于线切割控制系统中，本文开发了基于PCI-5110智能CAN接口卡的上位机绘图加工系统，同时开发了基于NEC！PD78F0822单片机的线切割CAN总线控制器，*终实现了强电磁干扰（脉冲放电）环境下加工数据的可靠与快速传输，而且能够利用一台上位机通过CAN总线同时控制数台加工设备，便于流水线工序，从而提高了加工质量和加工速度。
