机床数控软件化结构体系

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第36卷第7期机械工程学报V01．36No72000年7月CHINESEJOURNALOFMECHANICALEN(NEERINGJl1l2000／一机床数控软件化结构体系毛军红李吴序堂(西安贾丽翠机械j三学院西安710049)稍摘要提出了一种新的机床数控软件化的体系结构及其相关技术．该结构体系将数控机床运动控制与工艺性能控制分离，分别由两个基于pC的控制器控制，其软件具有独立于硬件的性质，而且运动控制的软件是通用的给出了该结构体系下通用的数控机床运动控制基

2、本软件模块．工艺性能控制一种玫瑰线铣削加工为例．表明在本技术支持下，机床数控具有独立于具体硬件的软件化结构体系。本技术将直接支持工艺性能完全不同的机械制造设备的开发，如可用于铣床、车床等通用金属切削机床的数控化，也可以用于开发齿轮和复杂曲面加ll的专用数控设备，还可支持机器人、铸造、锻压蹦及剪切设备机械运动的数字控制叙词：数控机床全开放系统计算机辅助制造中图分类号：TC651’(}lf蝴I程．数控机床开发与升级受到来自数控系统软硬件0前言的多方面限制，数控机床的柔性和可集成性难以提高，给制造自动化的实现造

3、成了困难受计算机和微电子科学与技术发展历史过程的注意到上述问题，并结合近年来PC理论、技术影响，逐步形成了数控机床由金属切削机床、伺服驱与应用的1毛速发展，本文提出了一种机床数控软件动电动机和数控系统三大模块构成的传统结构模化结构体系．即+基于Pc的完备数字机床的结式。近年来，为了提高数控机床的系统集成性与智构体系在这一概念下，】：艺软件在一白HostPC能化程度，国外继NC和CNC之后，提出了新一代数运行，所生成的设备动作信息由串u{或Modem控NGC和全开放结构OSA，数控系统趋向于与Pc卡)传送给

4、完备数字机床。完备数字机床接受符合结构体系兼容的多机互连开放型系统，其结构有两ISO标准的文字地址程序段格式、函数、样条、表格种形式：一种是Pc+c，另一种为PC．based1]或逐点给出的伺服系统位置参考信号．它相当于允这些数控系统的共同特点是采用上下级多CPU结许用户自由的定义插补算法，从而大大增加r两轴构，上级使用Pc，具有一定的开放性，而下级往往有以上的多轴联动设备加工程序编制的灵活性，使数多个CPU，其类型五花八门，总线各异，数控系统的控机床复杂曲线(面)加亡的能力、速度和情度都有结构千差万别，

5、上下级计算机的通信方式多种多样，所提高都没有实现开放化和通用化例如，目前国产的高中档数控系统中，有的下级使用了多片MC~51／96】机床数控软件化结构体系与分析系列8／16位单片机和专用板卡；有的下级是ss．Bus上的多主8086／87系统，ss．Bus与上级Pc的ISA总机床数控软件化结构体系可由圈1表示在机线由专用的数据通信板桥接0；还有的系统采用床数控软件化结构体系中，一台完备数字机床就是了TOKO公司的3700系列专用芯片一台Pc标准外设设备，类似于一台xY绘图仪．而在传统的数控机床概念下，数控系

6、统既要实现完备则意味着可在Pc的控制下实现机床所有町能数控机床的：亡艺功能又要完成数控机床的运动控的动作，这样就可由P(=上运行的工岂软件实现所制，因而其上下级CPU软硬件联系紧密，下级CPU有可能的加工工艺，从而使得数控机床成为上系统的不开放性会影响到整个数控系统的开放性、运行的各种工艺软件及其控制下的完备数字机床：可扩展性和升级能力，数控机床的工艺性能与数控通过构造数字机床的设备驱动程序，【艺软件完全系统的硬件交织在一起。在这种局面下，机床数控独立于具体的数字机床，机床生产厂生产同类型化对于机床生产厂

7、家仍是一个较为艰难和复杂的过和型号的数控机床时，硬件都是工业pc及其系列*国家863计划资助项目(863—5l13—0嘴)19991015收到韧稿扩展模块，不同的主要是软件工作，机床数控化将彻20000115收到修改稿底摆脱来自数控系统软硬件的限制。另一方面，不维普资讯http://www.cqvip.com2(瑚年7月毛军红等：机床数控软件化结构体系49同f家和型号的同类数字机床可以使用同一个工艺数控系统支持下很难做到或者根率无法做到。软件。2完备数字机床及其控制器在图1所示系统中．完备数字机床控制器硬

8、件是Pc及其扩展板．在相应的软件支持下，完成手动面板控制，指令解释与机床状态报告，以及运动控制。完备数字机床控制器与机床的机械部分一起构成完备数字机床，可用如图2所示的方框图表示。数宁机束控制器I主控计算机机床J伺睢电动机擎喜码盘限位开芒码盘计数卡主轴电动机机束电气扣D／A卡(维电器、接蛀器厦电动机驱动蔼)开关量】／0卡图2完备数字机床力框图2．1完备数字机床手动面板图1机床数控软件化结构体系完备数字机床手动面板实现机床基奉1