FANUC系统U盘传输加工程序的设计与实现

王 强

（福田雷沃重工农装事业部 山东潍坊）

随着机加工行业的自动化程度不断提高，数控机床凭借着高加工速度、高精度和稳定的可靠性，逐步成为现有加工设备的主力军。计算机技术和以太网技术的不断发展，数控系统加工程序的传输方式由原有的：软盘、RS232等传输方式，转换到以太网或U盘传输。然而，OI系统之前的数控系统以太网功能比较薄弱，要实现通过以太网或U盘传输加工程序，需进行较大改造，且组网能力有限，改造费用和改造难度较高。

主要介绍结合现代存储介质U盘的可靠性和便携性，通过单片机作为MCU控制器，读取存储在U盘中的加工程序，然后传输到数控系统中，实现所有具备串口的FANUC数控机床系统的功能升级改造。

1.系统组成和基本原理

系统框图如图1所示。系统由STC12C5A60S2单片机，CH375U盘接口芯片，SP3232TTL转串口芯片，液晶显示屏LCD12864和按键等组成。由STC12C5A60S2作为主控芯片，通过CH375芯片读取U盘内部的加工程序，按键和显示屏选择相应程序。数据由主控芯片处理后，通过SP3232芯片传送到数控系统。

图1 系统框图

2.硬件设计

（1）STC12C5A60S2简介。STC12C5A60S2是宏晶公司生产的单时钟/机器周期的单片机，具有高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，处理速度是传统8051的8～12倍，工作温度-45～85℃，因其抗干扰能力强，广泛应用于工业控制领域。

（2）CH375简介。CH375是南京沁恒有限公司生产的通用USB接口芯片，支持主机和设备两种方式。CH375是由8位数据总线、读/写、片选控制线以及中断输出引线，可方便的与控制器进行连接。实现控制器的USB总线扩展，增加控制器的功能。

（3）硬件电路。电路图见图2。

电源电路。因为本系统需要5 V电源，而数控机床CNC一般采用DC 24 V供电，为提高单片机系统的稳定性，采用集成的DC/DC电源模块将24 V电压直接降低到5 V电压，减少电源中的尖峰干扰，提高了整体抗干扰能力。

USB接口电路。本设计中CH375芯片工作在主机模式下，将并行数据线连接至STC12C5A60S2的P0口，实现数据和命令的并行传输。通过单片机的P2口，实现对读/写、命令/数据、片选、中断查询的控制。

图2 电路图

3.软件设计

（1）U盘文件系统。常用的文件系统有FAT、NTFS等文件格式，为实现通用性，在这里选用FAT文件系统，FAT文件系统分区主要包括主引导区、DOS引导区、文件分配表、文件目录和实际数据。CH375已经提供了U盘文件级的子程序，可以直接由STC12C5A60S2读取。

（2）读取加工程序。因为CH375提供了已封装好的函数库ch375hf6.lib，读取U盘数据只需调用相应函数即可。读取U盘中的文件程序调用流程见表1。

表1 读取U盘文件程序调用流程

（3）主程序流程图见图3。

4.结束语

图3 主程序流程图

此系统能完成将U盘中的加工程序准确的传送到数控系统中，省去了使用软盘或采用电脑连接RS232通信线的繁琐过程，且避免了因电脑接地不良造成通信口频繁烧毁的可能性。系统整体改造成本120元，仅为其他改造方式的1/100且性能稳定，实现了U盘在数控机床程序传输过程中的应用。