開放式數控係統的優(you) 勢

　　由此可以看出開放式數控係統構建於(yu) 一個(ge) 開放的平台上，具有模塊化結構，允許用戶根據需要進行選配與(yu) 集成，迅速適應不同的應用需求，與(yu) 傳(chuan) 統的封閉式專(zhuan) 用數控係統相比經，具有以下優(you) 點：

　　具有強大的適應性和靈活配置能力，能適應多種設備，靈活配置與(yu) 集成;

　　控製軟件具有及時擴展和聯接功能，可順應新技術的發展，加入各種新功能。可通過預留插入用戶專(zhuan) 用軟件的接口的方式或提供用戶api和編程規範，供用戶編製自己的專(zhuan) 用模塊的方式，簡便地實現係統的擴展;

　　能適應計算機技術和信息技術的快速發展和更新換代，能有效保護用戶原有投資;

　　操作簡單，維護方便。在pc機上經簡單編程即可實現運動控製，而不需要專(zhuan) 門的數控軟件;

　　遵循統一的標準體(ti) 係結構規範，模塊之間具有兼容性、互換性和互操作性;

　　技術更新，功能更加強大，可以實現多種運動軌跡的控製，是傳(chuan) 統數控裝置的換代產(chan) 品;

　　結構形式模塊化，可以方便地相互組合，建立適用不同場合、不同功能需求的控製係統，可明顯縮短新產(chan) 品的研製開發周期，用戶可以根據自己需要開發自己的功能模塊;

　　將pc機的信息處理能力和開放式的特點與(yu) 運動控製器的運動軌跡控製能力有機地結合在一起，信息處理能力強、開放程度高、運動軌跡控製準確、通用性好。

基於(yu) pc的開放式數控係統

　　基於(yu) pc的開放式數控係統的類型

　　基於(yu) pc的開放式數控係統能充分地利用計算機的軟硬件資源，可使用通用的高級語言方便地編製程序，用戶可將標準化的外設、應用軟件進行靈活地組合和使用。使用計算機同時也便於(yu) 實現網絡化。基於(yu) pc的開放式數控係統大致可分為(wei) 以下幾種類型［1，2］。#p#分頁標題#e#

　　pc嵌入型nc

　　該類型係統是將pc裝入到nc內(nei) 部，pc與(yu) nc之間用專(zhuan) 用的總線連接。係統數據傳(chuan) 輸快，響應迅速，同時，原型nc係統也可不加修改就得以利用。缺點是不能直接利用通用pc，開放性受到限製，通用pc強大的功能和豐(feng) 富的軟硬件資源不能得到有效的利用。這種數控係統盡管具有一定的開放性，但由於(yu) 它的nc部分仍然是傳(chuan) 統的數控係統，其體(ti) 係結構還是不開放的。

        nc嵌入pc型

　　該類型係統是將nc卡（運動控製卡）插入通用pc的擴展槽中組成的。它能夠充分地保證係統性能，軟件的通用性強，並且編程處理靈活。這是目前采用較多的一種結構形式，這種結構形式采用“pc+運動控製器”形式建造數控係統的硬件平台，其中以工業(ye) pc為(wei) 主控計算機，組件采用商用標準化模塊，總線采用pc總線形式，同時以多軸運動控製器作為(wei) 係統從(cong) 機，進而構成主從(cong) 分布式的結構體(ti) 係。

　　全軟件型nc

　　該類型係統是指cnc的全部功能均由pc實現，並通過裝在pc機上擴展槽的伺服接口卡對伺服驅動等進行控製。其軟件的通用性好，編程處理靈活。這種cnc裝置的主體(ti) 是pc機，充分利用pc機不斷提高的計算速度、不斷擴大的存儲(chu) 量和性能不斷優(you) 化的操作係統，實現機床控製中的運動軌跡控製和開關(guan) 量的邏輯控製。軟件化數控係統把運動控製器以應用軟件的形式實現，除了支持數控上層軟件的用戶定製外，其更深入的開放性還體(ti) 現在支持運動控製策略的用戶定製。同時，軟件數控係統更加向計算機技術靠攏，並力圖使數控技術成為(wei) 先進製造上層應用的標準的設備驅動代理。這種結構形式的數控係統，其主要功能部件均表現為(wei) 應用軟件的形式，這是實現形式上的一種技術變革。

　　nc嵌入pc型開放式數控係統的體(ti) 係構成

　　pc-nc開放式數控係統的結構如圖1所示。其構成如圖2所示。

　　圖1 pc-nc模式開放式數控係統的結構

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　　圖2 pc-nc模式開放式數控係統的構成

　　其硬件係統主要由工業(ye) 控製計算機、運動控製卡、驅動及放大部件、交流伺服電機、位置檢測部件、接口控製電路等組成。其中，工業(ye) 控製計算機為(wei) 信息管理部分，運動控製卡為(wei) 運動驅動與(yu) 算法控製部分。軟件係統可采用在windows2000操作係統下，以visual basic或visual c++等為(wei) 開發工具采用麵向對象的編程方法，對開放式數控係統軟件進行開發，實現數控係統的基本功能。

　　此模式中運動控製卡主要承擔實時性任務，如伺服控製、路徑規劃、可編程邏輯控製;工業(ye) 控製計算機主要完成係統管理、數控編程、數控仿真、圖形插補和人機界麵處理、網絡功能等非實時任務。工業(ye) 控製計算機的控製內(nei) 核是整個(ge) 數控係統的核心，它通過調用對應於(yu) 運動控製卡中各種變量和功能的應用程序接口與(yu) 運動控製卡交換信息，並負責整個(ge) 係統的協調工作。

數控係統開放性技術關(guan) 鍵

　　在經曆了引進和消化吸收兩(liang) 個(ge) 發展階段後，我國在數控技術領域取得了突破性的進展，已經實現了自行開發具有自己軟硬件版權的數控係統，同時數控係統的開放性研究工作也正在進行。數控係統要實現開放性結構，主要解決(jue) 以下幾個(ge) 關(guan) 鍵性的問題：

　　製定一個(ge) 開放式數控係統的製造協議，在係統的應用軟件、硬件和網絡功能方麵形成一整套標準規範，規範係統的軟硬件界麵和通訊協議，使得控製器製造商和機床生產(chan) 廠能在製造協議的導航下進行有序的開發和生產(chan) ，並在此基礎上實現廣泛的合作。

　　實現係統硬件的模塊化、標準化和係列化，並提高其可靠性和實時性。通過對係統 cpu

　　結構模式、通訊方式、運動控製和輔助控製等方麵進行模塊化處理，按功能製作成功能模塊並實現標準化和係列化，且各模塊單元之間可利用已定義(yi) 的標準化接口進行通訊。

　　構造一種獨立於(yu) 硬件係統的軟件平台。目前，為(wei) 減少數控係統軟件對於(yu) 硬件的依賴性，從(cong) 根本上無法實現軟件的開放性，因此開發出一種獨立的軟件平台是十分必要的。針對數控係統的實時性和多任務性，應構築一種實時多任務軟件平台，並使其基本功能模塊化典型化，使各個(ge) 功能模塊實現統一調度和相互獨立，這樣為(wei) 不同硬件結構的數控係統提供軟件時，隻需按其功能配置相應的軟件模塊，實現軟件的獨立性和開放性。由於(yu) 每個(ge) 功能模塊不會(hui) 對其它功能模塊產(chan) 生影響，因此，用戶可按需要編製新的功能模塊，添加到係統中，亦可取代係統中現有的功能模塊，使得係統具有良好的功能擴展性。#p#分頁標題#e#

　　開發出一個(ge) 優(you) 化係統軟件，把各種優(you) 化技術集成在軟件包中。利用該軟件來優(you) 化配置係統加工參數，使加工過程最優(you) 化。分析比較多種智能模塊技術，選擇出一種重構產(chan) 品最優(you) 控製模塊，完成係統的第二次開發。

結語

　　開放式數控係統是數控技術發展的必然趨勢，其給數控係統生產(chan) 商、機床製造商以及用戶都帶來了很多好處。而基於(yu) pc的開放式數控係統具有較強靈活性，可以充分利用pc機豐(feng) 富的軟硬件資源和強大的技術優(you) 勢，有利於(yu) 更完美地實現數控係統的用戶界麵、圖形顯示、動態仿真等功能。模塊化的程序設計使係統的通用性、擴展性和可移植性大大增強，有利於(yu) 係統的功能擴展。