基于实时以太网的高性能多轴数控系统.pdf

《基于实时以太网的高性能多轴数控系统.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、cNcsem数控专栏基于实时以太网的高性能多轴数控系统周凯(清华大学精仪系，北京100084)摘要：针对传统数控系统依赖附加硬件和落后通信方式，存在信息处理和信息交换瓶颈，不能满足数控加工向高速高精度发展的需求这一突出问题，提出基于实时以太网NCNet的新一代网络化数控系统体系结构，并对基于该结构的新型高性能多轴数控系统进行了深入研究，重点突破了多核SMP／ASMP、超高频插补、无卡多轴联动控制、同频同步信息交换、高精度多轴同步运动等关键问题。在此基础上开发了实际系统，并在国产数控机床上进行了应用。应用结果表明，所提

2、出的新体系结构具有显著技术经济优势，据此开发的实际系统运行可靠，具有良好的应用前景。关键词：实时以太网网络数控高速高精度中图分类号：TP23文献标识码：BHigh-performancemulti-axisNCsystembasedonreal-timeethernetZH0UKai(TsinghuaUniversity，Beijing100084，CHN)Abstract：InordertosolvetheproblemsoftraditionalNCsystemsthatrelyonadditionalhardw

3、areandbackwardcommunicationfashion，thedemandofthedevelopmentofNCmachiningtowardshigh-speedandhigh—accuracycannotbemet，thenewgenerationofnetworkNCsystemarchitectureisputforward，andadeepresearchtothenewhigh-performancemulti-axisNCsystembasedonthereal-timeEthemeti

4、smade．TheimportantworkincludesSMP／ASMPbasedonmulti—kernelCPU，superhighfrequencyin—terpolation，multi-axiscontrolwithoutcontrolcard，synchronousinformationexchangewiththesamefrequency，highaccuracymulti-axissynchronousmotionetc．Therealsystemhasbeendevelopedbasedont

5、heabovework，andthesystemhasbeenusedontheNCmachinetoolsmadeinourcountry．Theapplicationresultshowsthattheproposednewarchitecturehasmarkedtechniqueandeconomicsuperior-ity，therealsystemrunsreliablyandhasgoodapplicationprospects．Keywords：Real—timeEthernet；NetworkNC；

6、High—speedandHigh—accuracy随着IT技术的发展，计算机已从传统的多CPU1传统结构数控系统存在的问题结构转向了多核心结构和众核心结构，而传统数控系高性能数控系统是高档数控机床等各类先进制造统的体系结构仍停留在多CPU阶段，其典型结构如图装备的核心。随着生产力的发展和装备技术的进步，1所示。由图可见，这类系统需在主控计算机(如工业对数控机床控制技术的要求越来越高，基于传统体系PC、ARM计算机等)总线上插接硬件板卡，利用其带结构的数控系统已不能满足对现代数控机床实施高性有的嵌入式处理器、DSP等

7、来实现各种数控功能，如进能控制的要求，主要问题有以下几方面：给轴运动控制、主轴运动控制和开关量实时控制等，而(1)体系结构落后，不能发挥IT新技术的强大优没有充分利用计算机已有多核CPU的强大能力来实势现数控系统所需的各类信息处理和实时控制任务。显作者：杨晓春，男，1970生，硕士，高级工程师，主(编辑孙德茂)(收稿日期：2010—11—07)要从事机械设计、数控加工的教学和科研工作，已发表文章编号：110347如果您想发表对本文的看法，请将文章编号填入读者意见调查表中的相应位置。论文l3篇，获国家专利5项，国家级、

8、省级奖各1项。；‘uII0卅I数控专栏cNcsem_nar究，在此基础上开发了实际系统，并在国产数数控计算机系统平台控机床上进行了应用，取得良好效果。下面对作面板l主CPU数控系统E层软件输入装置J涉及的主要问题进行具体阐述。计算机总线2基于高速实时网络构建高性能数控系统的思路’LC模块进给轴运动控制模块主轴运动控制模块高速实时信息处理与高速实