基于PMAC的开放式数控系统研究

　　2.2 基于PMPC 的开放式数控系统

　　开放式数控系统是数控发展的大方向，是计算机硬件技术、信息技术、控制技术融入数控技术的产物二开放式数控系统具有强大的适应性和灵活配置能力，能适应各种设备，可灵活配置，随意集成:所采用的控制软件具有及时扩展和联结功能，可以顺应新技术的发展，加入各种新功能;不仅能适应计算机技术和信息技术的快速和更新换代，而且能有效保护用户原有投资:操作简单，维护方便;遵循统一的标准体系结构规范，模块之间具有兼容性，部件具有互换性和互操作性;

　　目前，市场上的开放式数控系统主要有以下两种结构:(1)专用数控加R浦方端的复合式结构。(2)通用PC;加实时控制单元的递阶式结构:利用开放式数控系统上PC机的WINDOWS环境形成良好的人机界面:利用PC机的资源优势，采用软件来实现现代控制技术开放式结构平台(运动控制器)可以集成不同开发商提供的软件并适合联网需要，且具有与硬件无关的特性，设备层高速度、高可靠性，标准化的数字通讯，可满足用户私有要求且保证高性能、低成本;具体来说，开放式数控系统有下面几个方面的优势:

　　(1)基于开放结构控制器平台的开放结构

　　跨平台特性:通过开放结构控制器平台软件，实现数控系统的跨平台运行。可重构性:用户可根据自己的设备特点和需求，只需改变数控系统的软件拓扑结构，就可建立不同的数控系统。广泛的兼容性基于开放结构控制器平台的硬件无关性，用户可以选用符合自己需求的控制器，只要采用控制器平台支持的操作系统即可二

　　(2)标准化、模块化的硬件结构

　　基于标准总线的模块化结构:开放体系结构的CNC系统硬件，建立在基干标准总线的模块化设计拓扑结构上，数控系统可以运行在多种标准化总线上二伺服层的数字通讯:CNC平台和机床驱动部分之间支持多种国际标准数字通讯接口和通用协议来控制伺服轴、主轴和PLC-I/O接口。CNC与伺服系统之间通讯具有很高的可靠性，很大的信息容量和传输速率，使得同一硬件平台上可以控制数量众多且不同种类的底层设备，进行多轴数控机床或数控生产线白勺控制。

　　(3)先进的人机交互功能

　　友好的、开放的人机界面:基于windows环境的统一风格的界面，具有界面可配置性和多种零件加工信息输入功能。动态图形仿真功能:可以动态模拟某-NC程序对应的加工过程，按一定比例动态显示刀具和工件之间的相对运动位置关系。

　　(4)插补功能

　　提供多轴多通道功能:具有多轴多通道的数控系统，可以在不同的通道内同时或者不同时的执行不同的零件程序，从而提高系统的效率。NURTBS插补功能:具有NURBS插补功能的数控系统，可以用数学方法来精确的描述几乎所有的曲线和曲面，从而实现自由曲面的精确加工。高速、高精度插补:在数控系统中融入误差补偿技术，降低各种工件加工误差，提高工件精度。

　　(5)网络功能

　　制造环境内部的网络化，实现制造过程的集成。制造环境与整个企业的网络化，实现制造环境与企业中工程设计、管理信息系统、设备维护等各子系统的集成;机床操作工人通过网络查询技木资料和寻求帮助的功能。企业与企业间的网络化，实现企业间的资源共享、组合和优化利用，实现异地制造，远程诊断。

　　基于HviAC白勺开放式数控系统就是采用了第二种结构的新一代数控系统，利用PMAG强大的运算和处理能力。进行数控系统的底层实时控制，用PC机进行数控系统中一些上层的对实时性要求不是很高的任务处理和协调。基于PIvIAC的开放式数控系统的结构框图如图1所示。

图1基于PIvIAC的开放式数控系统的结构框图 

　　基于PMAC的开放式数控系统利用PC机上WINDOWS环境形成良好的人机界面;利用PC机的资源优势采用软件来实现现代控制技术;开放结构平台可以集成不同开发商提供的软件并适合联网的需要，且具有硬件无关的特性。基于PMAC的开放结构数控系统，采用了标准的PC硬件和标准的操作系统，使专用控制器数控系统的局限性得到了根本的解决。由于标准的网络速度一般在几+Mbps(RS232  RS485一般在几十kbps)，使数据传输的速度提高了几千倍，加工前一次传输，保证了程序传输的可靠性。由于硬盘的容量大，读取的速度极快，即使上百兆0. 0 Irm长度的空间直线段系统加工速度也可到每分钟几十米。这样即解决了大程序量的高速高精度的加工问题，同时也不需要曲面和样条插补，和现有的CAD,  CAM系统可方便的集成。由于PMAC可通过串口RS232, RS485或并口计算机进行通信，这便干进行网络连接，易于实现工厂自动化。通过PMAC这样的开放结构控制平台，可以任意添加应用模块:通过PMAC控制平台的配置系统，可根据用户的结构要求，改变各应用模块之间的拓扑关系，实现系统的可重构性;PMAC开放结构控制器平台的建立，使控制系统具有硬件无关性，用户根据需求选用通用计算机控制。

3 结束语

　　放式数控系统是数控系统的发展趋势，基干PMAC的开放式数控系统是建立在开发结构控制平台上的新一代数控系统，是实现高速、高精度、高效的现代加工制造系统的重要组成部分，具有广泛的工程实践价值，值得推广使用。