机床数控软件化结构体系

　　上述机床数控软件化结构体系已经被应用于一台三坐标两联动数控铣床的改造。改造前，该数控铣床采用基于PC-XT的开放式数控系统．三轴伺服控制采用直流伺服电动机驱动，码盘进行半阔环位置检测，最终由日本TOKO公司的专用伺服板卡进行位置伺服控制，可控制机床完成两轴圆弧运动，三轴直线及螺旋线运动 为了提高该数控铣床的性能和检验本文提出的机床数控软件化结构体系，将原有数控系统拆除，新开发了D3M．2A三坐标完备数字铣床，其控制器主板选用工业控制级的80486DX4．100，光栅计数卡、D／A卡及开关量I／O卡均为AT总线扩展卡，性能指标如下：

　　(1)所有精度指标不劣于原机床，
　　(2)三坐标三联动。
　　(3)智能手动面板简洁友好，最大可读人81个键值，输出16个显示。
　　(4)人机界面友好，可以接受标准G代码、参数方程和逐点数据。
　　(5)速度快、功能全、可靠性高
　　(6)将机床性能升级的软硬件工作分离开，可以独立进行软硬件升级。
　　(7)D3M．2A三坐标完备数字铣床控制软件可用于其他机床(尤其是三轴以上多轴联动机床)机电设备的运动控制。

　　图4是D3M．2A三坐标完备数字铣床在主控计算机控制下铣削玫瑰线的刀具中心轨迹及其极坐标方程，若加工平面选w 平面，则主控计算机生成该轨迹的州坐标并发送到D3M．2A的程序段如下由此可见，在本文提出的数控机床结构体系下，加工这一类可用方程描述的复杂曲线／面(如采用样条函数描述的自由曲面)的编程太大简化，而且直截了当，不再以传统的直线／圆弧插朴为中介，因而避免了由此带来的计算速度和精度方面的问题。

图4 立铣刀中心轨迹及其极坐标方程 

4 结论

　　本文提出的机床数控软件化的结构体系，是一项全新概念的数控技术，实现了真正意义上的全开放，简化了机床数控化的过程和复杂性，它将有力地促进数控机床的研究、开发、生产和普及，特别有利于提高我国机床的数控化率。同时，本技术能进一步提高单机加工速度、精度和可靠性等指标，使数控机床在面向制造自动化的柔性和可集成性上产生实质性的飞跃，为实现快速可重组技术和智能制造提供条件。结论如下：

　　(1)首次提出了一种将数控机床工艺性能的控制与具体设备和控制系统硬件分离的结构体系。

　　(2)充分发挥了PC平台上的软硬件优势，丰富和改善了开发环境，摆脱了来自数控系统软硬件的限制，降低了用户的硬件开销。

　　(3)新的数控机床结构体系能够很好地支持数控机床进一步智能化、集成化和系统化(包括网络化)。

　　(4)本技术使数控机床(特别是两轴以上多轴联动设备)的设计与开发简单化、标准化、开放化、通用化和软件化。

　　(5)减少了CPU的个数，有利于提高系统可靠性。