数控系统 教学课件 作者 张伦玠 第五章　开放式数控系统.ppt

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1、第五章　开放式数控系统主编第五章　开放式数控系统第一节　概　　述第二节　华中Ⅰ型数控系统第三节　网络化数控系统第一节　概　　述一、开放式数控系统简介二、开放式数控系统硬件部分三、开放式数控系统软件部分一、开放式数控系统简介(1)传统专机型数控系统的缺点(2)比较专用数控系统体系结构与基于开放式体系结构的优缺点　若将传统的数控系统即专机型数控系统的结构体系与以PC为技术平台的基于开放式的数控系统的体系结构相比较，可以看出，尽管数控系统从系统的设计方法到系统的实现方式千差万别，但是基本原理和软硬件的

2、组成都是类似的。(3)开放式数控系统　专机型数控系统的缺点严重制约着数控技术的发展，不能满足市场对数控技术新的要求。一、开放式数控系统简介(4)开放式数控系统的现状开放式数控系统的提出一方面是对传统CNC产品缺点的挑战，另一方面也得益于IPC（工业控制计算机）在工业控制领域的广泛使用。用户的需求的多样性和PC产业，尤其是网络、通信、操作系统及控制技术的突飞猛进的发展，促使协同计算环境的模式被工业控制领域接受和采用。(5)开放式控制系统平台结合IEEE（美国电气与电子工程师协会）给出的开放系统的定义

3、，OSACA对于开放式控制系统定义如下：一、开放式数控系统简介(6)国外开放式数控系统的研究与发展　基于对计算机数字控制装置在数控系统中的重要性和开放式数控系统发展趋势的认识，以及前面所提到的标准与开放系统之间的紧密关系，促使各个国家投入到这方面的研究中去，制定开放式控制系统平台的标准和进行实际开发。图5-1　NGC系统体系结构图5-2　NGC的控制策略一、开放式数控系统简介图5-3　AO结构图OSACA计划提出的“分层的系统平台+结构化的功能单元”体系结构，如图5-3所示。该体系结构保证了各种应

4、用系统与操作平台的无关性及相互间的互操作业；保证了开放性，并明确规定了不同的开放层次，即应用开放层、核心层开放和全部开放。OSACA的软一、开放式数控系统简介图5-4　OSACA通信系统结构OSACA的软件结构是基于信息通信平台建立的，具有三个主要组成部分，即通信系统、参考体系结构模型和配置系统，如图5-4所示。一、开放式数控系统简介图5-5　OSEC系统体系结构(7)我国开放式数控系统的发展概况　我国的数控技术水平虽然整其开放式体系结构包括了3个功能共7个处理阶层，如图5-5所示。它具有能面向对

5、象设计、能表征曲线形状等优点，并具有广泛的覆盖性，为进一步开发PC机的潜能提供了软件基础。一、开放式数控系统简介落后于西方发达国家，但是开放式数控系统的概念却较早地进入了我国。数控系统，如图5-6所示。航天数控系统平台的研制成功，为我国发挥软件优势，实施平台战略，发展数控技术奠定了基础。图5-6　单机数控系统平台二、开放式数控系统硬件部分(1)基于标准总线的模块化结构　开放体系结构的CNC系统硬件，建立在基于标准总线的模块化设计拓扑结构上，数控系统可以运行在多种标准化总线上。(2)伺服层的数字通信

6、　CNC平台和机床驱动部分之间支持多种国际标准数字通信接口和通用协议来控制伺服轴、主轴和PLC-I/O接口。开放式数控系统的硬件平台结构如图5⁃7所示。图5-7　开放式数控系统的硬件平台结构三、开放式数控系统软件部分(1)开放式数控软件体系结构　一个功能完善的、基于Windows操作系统的数控系统软件结构见图5-8。图5-8　开放式数控软件体系结构图三、开放式数控系统软件部分(2)基于DSP的开放式数控系统　由于生产过程的速度不断提高，制造业对加工精度和实现敏捷制造提出了越来越高的要求。采用基于D

7、SP的运动控制器与PC构成开放式CNC的优点是多方面的。开放式CNC可以将Windows强大的图形用户接口、多任务能力以及强大的硬软件兼容能力与基于DSP的运动控制器的伺服、插补和实时计算能力结合在一起，为用户提供高速、高精度和低成本的现代控制。第二节　华中Ⅰ型数控系统一、华中Ⅰ型数控系统简介二、华中Ⅰ型数控系统硬件结构三、华中Ⅰ型数控系统软件结构一、华中Ⅰ型数控系统简介1、华中Ⅰ型数控系统简介华中Ⅰ型数控系统是我国具有自主知识产权的高性能数控系统之一。它以通用的工业PC机(IPC)和DOS、Wi

8、ndows操作系统为基础，采用开放式的体系结构，保证了可靠性和质量。它适合多坐标(2～5)数控镗铣床和加工中心，在增加相应的软件模块后，也可适应于其他类型的数控机床(数控磨床、车床、齿轮加工机床等)以及特种加工机床(激光加工机、线切割机等)。二、华中Ⅰ型数控系统硬件结构图5-9　单机或主从结构的CNC装置硬件结构2、华中Ⅰ型数控系统硬件结构华中I型数控系统的硬件基本结构如图5-9所示。系统的硬件由以高可靠性的工业PC机(IPC)为平台，配以高性能接口模块、主轴驱动单元和交流伺服单元