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1、开放式软件数控系统的研究?168?《机床与液压》2006.No.3开放式软件数控系统的研究裴永胜,王俊彪,王永军(西北工业大学机电学院,西安710072)摘要:简述了开放式数控技术的思想,介绍了软件NC技术的概念和特点.在此基础上提出了一种面向软件NC技术的开放式数控系统的设计方案,并详细论述了其参考模型,通讯系统,动态配置系统的设计原则及其实现方式.最后介绍了所开发的系统实例,系统具有良好的开放性,实现了应用层,通信层的客户定制及控制轴类型,控制算法的动态配置.关键词:数控系统;开放结构;参考模型;CNC中圈分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1001—3
2、881(2006)3—168—3StudyofOpenArchitectureCNCSystemPEIYongsheng,WANGJunbiao,WANGYongjun(SchoolofElectromechanics.NorthwestPolytechnicalUniversity.Xi'an7loo72.China)Abstract:AbriefintroductiontotheideaofopenCNCsystemwasgiven,andthedefinitionsandcharacteristicsoftechnologyofsoftware—basedC
3、NCsystemweIeintroduced.Thedesignforsoftware—orientedopenCNCsystemwasputforwardandthedesignandrealizationofreferencemodel,communicatingsystemanddynamicconfigurationsystemwa$discussed.ACNCsystemdevelopedwasintroducedwhichhasallopenarchitecture.Inthesystem,applicationmoduleandcommunicati
4、on,noduleCanbecustomized,andaxistypeandcontrolarithmeticCanbeconfigureddynamically.Keywords:CNCsystem;Openarchitecture;Referencemodel;CNC0引言数控技术随着计算机技术的发展而进步,各种高精密的数控机床,高度自动化的加工中心极大提高了加工精度和生产效率.开放式数控系统的概念从2O世纪9o年代提出,国内外现在已有一些成熟的产品,大部分产品是面向大型机加工类机床而研制.制造业信息化进程导致生产组织结构快速变化,对数控系统的柔性和开放性提
5、出了更高的要求:希望能够根据不同的生产需求快速,高效,经济地客户化配置面向任务和订单的控制系统;特别是要能够适应众多专门行业的一些设备数控化要求.由于现有的控制系统产品主要面向精确位置控制的机加工类机床,在结构上是封闭的,提供给用户的选择极为有限,不能满足设备数控化的特殊需求,对于一些专门行业的设备数控化要求存在很多不足:产品成本高,对于中小型生产企业推广实施困难;面向精确位置控制,而对工艺过程逻辑控制,生产监控,成型类机床的力,温度等控制的二次开发功能相对不足.开放式数控系统的三种典型实现方式:CNC+PC主板,Pc+运动控制板.软件Nc….在开放性数控的研究过
6、程中,软件NC系统良好的开放性越来越受到重视.开放结构数控系统,已逐渐由面向硬件转向面向软件.OMAC的最早倡议者GM公司认为,机床的控制器可以实现各种程度的开放,最高程度的开放是以软件技术为基础的控制器.着名开放结构控制器的研究组织OSACA,OMAC,OSE都提供了API作为研究的重要成果.本文主要以软件NC为研究对象,讨论了基于软件NC技术的开放式数控系统的关键技术及其设计原则,实现方案.1开放式软件NC技术概述以软代硬,控制系统的各项功能:如NC代码编译,解释执行,轴闭环控制,插补,逻辑控制等,均由软件模块来实现.一般来讲,软件NC系统基于现有的Pc及其操
7、作系统平台,系统硬件的开发最小化,硬件系统只需提供信号输入输出,数据采集,伺服驱动.软件NC技术对Pc机的任务压力较大,所以必须有一个设计良好的参考模型结构,及先进的编程技术作为系统的构建方法,该参考模型不仅直接决定了控制系统的开放性,也和系统运行效率密切相关,系统的构建不合理将会直接影响系统的实时性能.系统的参考模型及其实现方法至关重要.系统的参考结构定义了系统功能模块的拓扑结构,并且必须定义一个标准的通讯协议,使得各个功能模块能通过接口API来相互操作,交换信息数据.同时,系统还应具备一个动态配置系统,使得系统各功能模块在运行前,运行时都能够根据控制要求做相应
8、的客户化配
