开放式数控系统结构技术分析

2、 基于PC的开放式数控系统的体系结构

　　开放式体系结构数控系统的参考模型是一个分层结构,同时也是模块化的,每一层都是一个模块。最低层的是数控机床系统的硬件平台,它包括机床本身,X,Y,Z,C轴驱动器、各种继电器、伺服电机等。再上一层是控制器硬件平台,它是一个计算机系统,一般采用通用的Pc机硬件结构,还应提供与枫床底层的接口,如数字I/O、可编程控制器(PLC)、运动控制卡等。这两层是硬件层。

　　软件的最低层是操作系统,采用Windows 2003。这些操作系统提供良好的图形用户接口(GUI)、应用程序接口(API)库、多任务机制。再上一层是CNC应用软件,CNC软件的内部结构也是模块化的。它的核心是模块化,由它来负责整个系统的谐调、高效运作。方便的用户人机界面,代码处理模块对NC程序进行解释和预处理,产生相应的数据结构交给插补运算模块或过程、逻辑控制模块执行,结果通过设备驱动程序(WDM)操作相应的硬件。过程逻辑控制主要处理过程控制、各种开关量、机床状态等。设备管理等进行检测、监控。外部接口模块提供CAD/CAM接口、MIS系统接口、专家系统接口、数据库系统接口等。它应提供两种形式的连接:一是网络,通过客户机/服务器(CIS)的形式与远程的CAD/CAM系统、MIS系统等交换数据;二是和本地机上的其他应用程序间交换数据。接口功能将有利于CNC系统和其它系统的连接和集成。

　　这个参考模型充分体现了开放性原则,由于分层次、模块化的结构,各个层次间采用标准接口,从而使每一模块都能实现互换,可以由不同的厂商来生产,组合起来就是一个高性能性价比的系统。由于PC机的开放性,使控制器硬件和操作系统达到最大限度的互换。而且,CNC系统提供的各种接口允许外部程序获得其所有内部信息。

3 、结语

　　本文结合当今CNC系统发展的新进展,对CNC系统的体系结构特点进行了分析,讨论了CNC系统体系结构开放化的基本概念和实行开放的途径,并在需求分析的基础上提出了开放体系CNC系统的设计原则和概念模型,最后对数控体系结构的设计做了比较全面的分析。