了德国PA公司 的开放式CNC系统PA一8000的全套技术,对其产品应用进行开发。
然而就总体而论,虽 然利用Pc机设计数控系统使得CNC的重点由硬件转向软件,为我国的数控发展消除了硬 件上的“瓶颈”制约,但从数控系统发展的趋势来看,它们还不具备开放性控制系统的 本质特征,我国还仅处于引进消化和模型探索阶段,比如开放式控制系统的概念不清晰, 没有解决开放控制系统的软件平台问题,没有摆脱硬件控制的约束等”””…。
以上介绍了90年代以来国际上对开放式数控体系结构的概念、规范的宏观研究。
近 年来,由于PC机迅速发展与成熟和丰富的软硬件资源,计算机性能价格比的增加,基于 PC技术的开放式CNC已成为世界数控技术发展的必然趋势,这~方向是适应计算机技术、 信息技术、网络技术等技术发展的必然结果。
从90年代中期以来,开放式CNC的概念及标准化结构与数据描述的设想获得了广大支持,各大研究机构和厂商对开放式CNC的研究也从结构体系转移到实现技术上来,而且纷纷研制出不同类型、不同档次的开放式CNC,可谓是技术上的百花齐放。
下面将重点介绍开放式CNC的实现。
3。
无论是部分开放的PCNC,还是全开放的软件CNC,它都属于基于PC的开放式CNC,根据制造自动化的范围来分,可分为: 1)NC硬件+数控软件”“””” 这一类型主要是针对单台设备的自动化来设计CNC的软硬件结构。
从实际开发的数控系统来看,Nc硬件+数控软件可以理解为由开放式运动控制卡+PC机组成。
基于Pc机的数控系统根据PC机和伺服系统之间接口卡(或称运动控制卡)的不同,分为直接数控装置和嵌入式数控装置两类。
直接数控装置的运动控制卡上不带CPU,所有运动控制和PLC控制功能由主机中的CPU完成。
嵌入式数控装置的运动控制卡上有~个以上CPU,可以独立完成部分或全部插补功能和PLC功能,随着所带CPU的增多,程序段执行速度可以提高5—10倍。
后一种运动控制卡通常用高速数字处理器(DSP)作为核心器件,具有强大的运动控制和逻辑控制能力,并提供一组数控内核API供用户开发构建所需的数控系统,是当前用得较多得一种数控装置结构。
典型的用于嵌入式数控装置的运动控制卡有美国Delta Tau公司的PMAC和国产的GM系列可编程运动控制器。
通常数控系统的实时任务(伺服控制、PLC控制、路径规划等)由运动控制器来完成,而非实时任务(数控编程、数控仿真、插补、人机交互、网络功能等)由IPC来完成。
数控软件一般由应用软件和管理软件组成,其编制所采用的技术主要有COM技术、面向对象技术、可重构技术等。
不管采用何种技术,其设计目标基本上一致,即实现体系结构的软件功能模块化。
为实现开放的功能,在系统建模时,针对基于这些技术的数控系统的工作原理,分析数控系统所要实现的功能,进行功能模块的划分确定整个系统的结构和每一功能模块的结构,然后将各个功能模块抽象成一个个的组件或类进行封装。
每个软组件或类可以通过标准的接口规范单独开发、编译,甚至单独调试和测试,开发完后再把它们集成到一起就可得到完整的数控系统。
当CNC的用户需求有所更改时,并不需要对原有的组件和类进行修改,只需扩充组件功能或对基类进行继承和派生,然后重新集成到新的升级版数控系统。
因此采用以上技术对数控的软件功能模块进行划分和实例化,大大提高了系统的模块化程度,实现数控软件的互换、互操作、可伸缩性,易于升级和定制操作界面。
目前,国内对这一类型数控系统的研究做的比较多,如哈尔滨工业大学在超精密数 牟开放PCNC硬件功能模块的底层通讯开发 控机床上建立了基于PMAC运动控制器的双CPU的开放式CNC,开放式软件设计中,采用 了.
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