開放式體系結構數(shù)控系統(tǒng)及其應用研究.pdf

1、√r摘要j1：放式體系24i構址”““數(shù)擰系統(tǒng)fl勺研究熱J_羊II發(fā)腱，J‘㈣。小義刈外放』℃數(shù)櫛系統(tǒng)的撼礎：作進『了研究。個義分為“個部分：』f：放式數(shù)挖系統(tǒng)的概念’j發(fā)J隧歷程、Jl：放式數(shù)控系統(tǒng)小系M幻及階段‘rl：實現(xiàn)、們jj忮系統(tǒng)的變牧念控制妓術、I南于PC總線J：控機的、川||黔瞇數(shù)控系統(tǒng)研究‘jJ1：發(fā)、坫J：CANBus的DNC系統(tǒng)通信技術研究與設計。～一7首先對丌放式體系結構控制器的i)l_究歷程和丌放式數(shù)控系統(tǒng)的l

2、q內(nèi)外硼f究現(xiàn)狀進行了綜述，在此拱礎f：，捉Ⅱ了我陶發(fā)展J『l放式數(shù)控系統(tǒng)的對策?？偩€技術是實現(xiàn)丌放式數(shù)控系統(tǒng)的硬件基礎之一，現(xiàn)場總線是日日U廣泛適用于制造業(yè)底層設備互連的高速數(shù)字網(wǎng)絡技術。對計算機系統(tǒng)總線、測控系統(tǒng)總線和現(xiàn)場總線技術及其在數(shù)控系統(tǒng)中的應用現(xiàn)狀及前景進行了綜述。對0SACA、OMAC、OSEC三種丌放式體系結構進行了分析；在此基礎上，從可實現(xiàn)性出發(fā)，采用數(shù)字伺服接口、現(xiàn)場總線技術等現(xiàn)階段數(shù)控系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的最新技術，提出了

3、一種階段性和進化性的開放式數(shù)控系統(tǒng)體系結構通用模型，并對該模型的硬件開放性和軟件丌放性進行了討論。提出了實現(xiàn)上述模型的兩種結構：PCbased型和PCNC型。伺服控制是CNC系統(tǒng)控制軟件的底層。多模態(tài)匹配控制技術是目前伺服控制的研究熱點。對伺服系統(tǒng)的滑模變結構控制、專家變模態(tài)模糊伺服控制、模糊預測控制、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡智能協(xié)調(diào)控制、模糊自適應控制等變模態(tài)控制方法進行了分析。在開放式體系結構思想指導下，以PC總線工控機為開發(fā)平臺，針對杭州機床

4、廠生產(chǎn)的MK7163數(shù)控臥軸矩臺平面磨床，成功地開發(fā)了一套平面磨床數(shù)控系統(tǒng)。詳細地介紹了該數(shù)控系統(tǒng)的總體設計方案、軟硬件組織結構、實現(xiàn)的功能、運轉(zhuǎn)實驗測試結果、操作方法及有待進～步發(fā)展和完善的措施。數(shù)控系統(tǒng)的外在開放性體現(xiàn)在與上層和同層控制器的開放式通信，因此，在本文的最后，對DNC技術進行了討論。通信技術是DNC系統(tǒng)的關鍵技術，現(xiàn)場總線是實現(xiàn)DNC系統(tǒng)互連的有效手段。在眾多的現(xiàn)場總線中，CANBus以實時性好、可靠性高而更為適合用于D

5、Nc系統(tǒng)的設備互連。采用CANBus作為組網(wǎng)手段，對由基于PC總線工控機的數(shù)控系統(tǒng)組成的同構型DNC系統(tǒng)和由不同數(shù)控系統(tǒng)組成的異構型DNC系統(tǒng)的通信技術進行了研究，并設計了相應的軟硬件組織結構。1關鍵詞：開放式體系結構，計算機數(shù)控系統(tǒng)，現(xiàn)場總線，伺服控制PC總線工控機，平面磨床，DNC系統(tǒng)，CANBusⅡ^掌“究I作報告第1章緒論提要盯放式體系結構是當前數(shù)控系統(tǒng)的研究熱點和發(fā)展方向。對開放式數(shù)控系統(tǒng)的研究歷年_；l!、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進j

6、了綜述，提山了我國發(fā)展開放式數(shù)控系統(tǒng)的對策?？偩€技術是實現(xiàn)開放式數(shù)控系統(tǒng)的硬什基礎之一，對計算機系統(tǒng)總線、測控系統(tǒng)總線和現(xiàn)場總線技術及其在數(shù)控系統(tǒng)中的應川現(xiàn)狀及前景進行了綜述。關鍵詞：開放式體系結構，數(shù)控系統(tǒng)，總線技術，現(xiàn)場總線11機械制造業(yè)的現(xiàn)狀和我們面臨的任務2l世紀是知識經(jīng)濟的時代，知識經(jīng)濟的主要基礎是高科技產(chǎn)業(yè)，OECD(經(jīng)濟合作與發(fā)展組織)將高科技分為8類：信息科技、生命科技、能源科技、材料科技、環(huán)境科技、海洋科技、空間科技、

7、軟科技。作為上述高科技的基礎有5個領域：信息科技、先進制造科技、材料科技、生命科技與集成科技J?？梢?，先進制造技術是目前和未來世界科技發(fā)展的熱點之一。面向2I世紀的機械制造技術的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：精密化、柔性化、數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化、集成化、敏捷化、虛擬化、綠色化，其中數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡化是制造技術目前的發(fā)展熱點和未來的重要特征041。目前正在發(fā)展的先進制造模式包括：精良生產(chǎn)(LP)、敏捷制造(AM)、虛擬制造(vM)

8、、集成制造(cIM)、智能制造(IM)、獨立制造島(AMI)、分散式聯(lián)網(wǎng)制造等卜”。目前正在發(fā)展的先進制造技術包括：納米制造、生物制造、空間制造等Ⅲ。與工業(yè)發(fā)達國家相比，我國的機械制造業(yè)相對來說較為落后，國內(nèi)的專家學者從戰(zhàn)略高度和技術角度對我國發(fā)展先進制造技術的策略進行了研究?！?】對世紀之交的中國機械制造業(yè)的發(fā)展重點、發(fā)展戰(zhàn)略和發(fā)展方針進行了論述。發(fā)展重點為：重要基礎機械、重要基礎件、重大基礎機械、汽車；基本發(fā)展戰(zhàn)略為：競爭促發(fā)展戰(zhàn)略