開放式數(shù)控系統(tǒng)的研究開發(fā).pdf

1、制造業(yè)當中的機械制造業(yè)從來就是發(fā)達國家整個工業(yè)和國民經(jīng)濟的基石。機械制造業(yè)最基本的裝備——數(shù)控機床又是這個基石中的關(guān)鍵。它是現(xiàn)代科學技術(shù)的最前沿——信息技術(shù)與傳統(tǒng)機床相結(jié)合的產(chǎn)物，是先進制造技術(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，開放式數(shù)控系統(tǒng)正以它顯著的優(yōu)點，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，開放式數(shù)控系統(tǒng)正進入一個嶄新的發(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)的各項功能，包括插補，位控和PLC，均由軟件模塊來實現(xiàn)。軟件實現(xiàn)的靈活性有利于數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)更高層次的開放性?！盎赑C”是目前實現(xiàn)CNC開放化比較現(xiàn)實而明確的途徑。本次開發(fā)的系統(tǒng)采用“通用PC+CNC接口板”的系統(tǒng)組成模式，PC機既完成前端管理等非實時任務(wù)、又完成如實時插補、位置控制、狀態(tài)監(jiān)測、仿真等一些實時任務(wù)；CNC接口板只擔任溝通PC接口和物理驅(qū)動器接口的任務(wù)。通用PC機上的控制軟件由前后端系統(tǒng)聯(lián)合共享數(shù)據(jù)區(qū)來完成

3、CNC系統(tǒng)的各種計算、控制、仿真等任務(wù)。這種模式的開放式數(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，價格低廉，適應(yīng)未來先進制造技術(shù)的要求。 本文第一章在分析國內(nèi)外數(shù)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢的基礎(chǔ)上，對最有發(fā)展前景的開放式CNC系統(tǒng)的定義、體系結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)形式進行了詳細地論述。第二章對國際上正在研究和制定的一種新的NC編程數(shù)據(jù)接口國際標準即ISO14649(STEP-NC)進行了初步的研究與消化。該標準的目的

4、是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機制，能夠描述產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實現(xiàn)整個制造過程，乃至各個工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標準化。第三章到第五章是本文的重點，也是本文的核心。第三章對開放式系統(tǒng)進行了詳細的體系結(jié)構(gòu)以及需求分析，根據(jù)開放體系結(jié)構(gòu)設(shè)計原則建立了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。第四章重點介紹了全軟件型CNC系統(tǒng)開發(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、編譯