
近年來,隨著現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展,尤其是計算機集成制造系統(tǒng)(Computer Integrated Manufacturing Systems,CIMS)的發(fā)展,產品更新速度的不斷加快,中小批量生產比重的加大以及數(shù)控系統(tǒng)應用領域的不斷擴大,使得用戶對cnc系統(tǒng)的需求呈現(xiàn)多元化:在通信組網方面要求cnc系統(tǒng)可以與CAD/CAM/CAPP等系統(tǒng)實現(xiàn)通信;在系統(tǒng)的靈活性、可移植性方面則要求cnc系統(tǒng)具有模塊化和可重新配置的特點,可根據不同的用戶需求,迅速、高效、低成本的構建面向用戶的控制系統(tǒng)。
而傳統(tǒng)的cnc系統(tǒng)由于專用性強,功能擴展困難,軟件移植性差,組網通訊能力差等等缺點,明顯已跟不上發(fā)展的要求。為了滿足對數(shù)控系統(tǒng)更具柔性、靈活性和通用性的要求,出現(xiàn)了對開放式數(shù)控系統(tǒng)結構的研究。目前,世界上許多國家都對此投入了大量的人力,物力和財力,并取得了不小的成果,例如歐洲的OSACA(Open System Architecturefor Controlwithin Automa-tion)、美國的OMAC(Open Modular Architecture Controller)和日本的OSE(Open System Environment)。
個人計算機(PC),由于其硬件的標準化、高速運算能力、開放總線、網絡功能以及豐富的軟件資源等,使得它在改善cnc系統(tǒng)的用戶界面、圖形顯示、動態(tài)仿真、數(shù)控編程、故障診斷、網絡通訊等功能方面表現(xiàn)出了無可比擬的優(yōu)勢;系統(tǒng)設計者也可以將各種功能模塊(如軸運動控制器、I/O接口卡等)接入系統(tǒng),將CAD/CAM軟件裝進系統(tǒng)運行并直接控制機床加工程序。因此,基于PC的開放式數(shù)控系統(tǒng)已成為數(shù)控系統(tǒng)開放化的主要方向?;赑C,主要是IPC(工業(yè)PC機)的開放式數(shù)控系統(tǒng)按數(shù)控部件與PC的連接,有如下形式:
(1)利用單片機或DSP作為數(shù)控軸的運動控制部件,采用雙端口存儲技術或串/并行通信與主機(PC)交換數(shù)據,實現(xiàn)cnc控制;
(2)利用PC高速運算能力,將硬件功能軟化,用于cnc控制的硬件只是簡單的接口;
(3)利用EPCD、CPLD等大規(guī)模器件,作為基于IPC的專用數(shù)字-脈沖伺服接口卡,控制執(zhí)行電機的運動。
隨著家具制造業(yè)、廣告招牌業(yè)、模具業(yè)的發(fā)展,尤其是模具業(yè)對表面加工要求的提高,以及傳統(tǒng)電火花加工的不足,最近的一兩年綜合銑削與高速雕刻優(yōu)點的CNC雕銑機在國內有了較大的發(fā)展。為了順應市場的需求,寧波市寧海縣一帆數(shù)控機械有限公司設計開發(fā)了一種基于PC的高速雕銑機的數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)的設計,在功能實現(xiàn)上,采用模塊化的設計思想;在結構上,采用/位置控制卡+PC0的形式,也就是以上介紹的基于PC開放式數(shù)控系統(tǒng)的第三種形式,并設計了基于CPLD的位置控制卡來實現(xiàn)數(shù)字-脈沖伺服接口和其他I/O接口功能。