串行总线的计算机数控系统

3 国外数控系统总线接口的发展概况

　　在数控系统行业中，世界上最大的数控系统生产厂日本FANUC公司最近推出的15i/16i/18i/21i系列数控系统，便是一种串行总线结构形式的数控系统。该系列数控系统以其独特的结构、优良的性能引起了关注。其中配备18i系统的钻削中心已在我国销售。

　　根据日本FANUC公司提供的资料，我们以15i系统为例进行简要介绍。

　　15i系统是目前世界上最高性能的CNC数控系统，最多可进行24轴控制，可控制5轴机床完成如航空部件，模具等零件的高速、高精度加工。插补精度为1nm（被称为NANO插补），改进加减速控制（Fine HPCC），适应高速、高精度加工的要求。

　　传统数控系统和每台伺服单元相连都需要一根电缆线，系统连接比较复杂。15i系统与各轴伺服单元是通过高速串行总线连接的，仅需一根光缆就可以连接8台伺服单元。另外通过一根电缆即可与I/O模块相连，I/O模块可以扩展。操作单元采用14“彩色液晶显示触摸屏，用户的机床操作可在触摸屏上进行，大大简化了电气配线，整个系统连接非常简单，从而降低了成本和维修难度，提高了可靠性和灵活性。

　　该系列产品在市场中具有很强的竞争力，在未来几年中FANUC i系列数控系统将逐渐取代FANUC 0系列数控系统，成为该公司的主导产品。

　　1990年德国一些着名的CNC系统和伺服系统制造商，例如SIEMENS、BOSCH、AMK等公司，与科研机构共同发起成立了SERCOS协会，并制订了串行实时通讯协议（Serial Real Time CommunicatiON Specification），以便在德国建立一个统一的CNC系统与数字伺服系统接口标准，并开发相应的产品。1992年4月，该协议已经被建议作为新的德国标准和国际标准DIN/IEC44.目前该协议已经被欧洲主要CNC系统和伺服系统制造商所接受，引起国际同行业的重视。THOMSON公司已经取得SERCOS接口硬件的生产许可，生产出SERCOS接口控制器SERCOS410A ASIC芯片，供CNC系统和伺服系统生产厂家使用。1997年日本也成立了SERCOS协会。

　　另外，欧洲的一些公司已推出具有CAN总线接口的伺服控制单元，并投入实际应用。

4 我国的现状和对策

　　在我国市场上，国外数控系统仍占统治地位，传统数控系统还占据着市场的绝大部分份额，中国市场成为其落后技术及库存的倾销地。

　　虽然中华Ⅰ型、航天Ⅰ型、华中Ⅰ型等PCNC系统相继推出，但总体设计仍未摆脱传统数控系统的框架，成本较高，目前还难以取代传统数控系统的市场地位。但随着个人计算机及网络技术在数控系统中的应用，传统数控系统不可避免地将被更具有竞争力的串行总线计算机数控系统（SCNC）所取代。串行总线计算机数控系统将成为数控系统未来发展的方向，对串行总线系统结构的研究应引起我们的高度重视。

　　在学习消化国外先进技术的基础上，尽快研究、建立有关的标准和协议，选择适用的实时操作系统，开发相应的数控软件、串行接口芯片和伺服系统，推出我国自主版权的新一代数控系统，为参与国际市场竞争打下良好的物质基础。

5 结束语

　　串行总线计算机数控系统（SCNC）是数控系统的发展方向，我们不能完全依赖国外进口，应加强对新技术、新方法的研究。国内同行应团结一致，共同努力，联合相关行业，寻求发展，振兴我国数控系统产业。