開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā).pdf

1、制造業(yè)當(dāng)中的機(jī)械制造業(yè)從來(lái)就是發(fā)達(dá)國(guó)家整個(gè)工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基石。機(jī)械制造業(yè)最基本的裝備——數(shù)控機(jī)床又是這個(gè)基石中的關(guān)鍵。它是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的最前沿——信息技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)床相結(jié)合的產(chǎn)物，是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)。為了適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)用戶的需求，CNC結(jié)構(gòu)正發(fā)生著巨大變化，開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)正以它顯著的優(yōu)點(diǎn)，漸漸的取代傳統(tǒng)的CNC系統(tǒng)。 隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)正進(jìn)入一個(gè)嶄新的發(fā)展階段——全軟件數(shù)控(亦稱軟件數(shù)控或軟數(shù)控)。全軟件數(shù)

2、控是指CNC系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，包括插補(bǔ)，位控和PLC，均由軟件模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。軟件實(shí)現(xiàn)的靈活性有利于數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更高層次的開(kāi)放性。“基于PC”是目前實(shí)現(xiàn)CNC開(kāi)放化比較現(xiàn)實(shí)而明確的途徑。本次開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)采用“通用PC+CNC接口板”的系統(tǒng)組成模式，PC機(jī)既完成前端管理等非實(shí)時(shí)任務(wù)、又完成如實(shí)時(shí)插補(bǔ)、位置控制、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、仿真等一些實(shí)時(shí)任務(wù)；CNC接口板只擔(dān)任溝通PC接口和物理驅(qū)動(dòng)器接口的任務(wù)。通用PC機(jī)上的控制軟件由前后端系統(tǒng)聯(lián)合共享數(shù)據(jù)區(qū)來(lái)完成

3、CNC系統(tǒng)的各種計(jì)算、控制、仿真等任務(wù)。這種模式的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)提供給用戶最大的選擇和靈活性，最大限度的利用了PC的軟硬件資源，價(jià)格低廉，適應(yīng)未來(lái)先進(jìn)制造技術(shù)的要求。 本文第一章在分析國(guó)內(nèi)外數(shù)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，對(duì)最有發(fā)展前景的開(kāi)放式CNC系統(tǒng)的定義、體系結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)形式進(jìn)行了詳細(xì)地論述。第二章對(duì)國(guó)際上正在研究和制定的一種新的NC編程數(shù)據(jù)接口國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)即ISO14649(STEP-NC)進(jìn)行了初步的研究與消化。該標(biāo)準(zhǔn)的目的

4、是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制，能夠描述產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造過(guò)程，乃至各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。第三章到第五章是本文的重點(diǎn)，也是本文的核心。第三章對(duì)開(kāi)放式系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的體系結(jié)構(gòu)以及需求分析，根據(jù)開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則建立了CNC系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)模型，并應(yīng)用軟件芯片思想，建立了CNC系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)模型。第四章重點(diǎn)介紹了全軟件型CNC系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境與方法的選擇、軟件框架的建立、數(shù)據(jù)流與數(shù)據(jù)區(qū)的具體設(shè)計(jì)、編譯