开放式数控系统与PMAC说明

开放式数控系统
❖ 开放式数控系统的研究状况 ❖ 1.国Leabharlann Baidu的研究情况 ❖ （1）美国的计划 ❖ 美国是开放式数控系统的发起人，于
1987年提出了（ ）计划。
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❖ 计划的目的是为基于开放式系统体系结构的下一代 机械制造控制器提供一个标准，这种体系结构允许 不同的设计人员开发可相互交换和相互操作的控制 器部件。一个完全合格的 6,7 包括开发的可能性， 例如多个装置间的协调，装置的全独立编程，基于 模型的处理，自适应路径策略和大范围的工作站及 实时特性等。 的体系结构是在虚拟机械的基础上建 立起来的，通过虚拟机械把系统和模块链接到计算 机平台上，如图所示：
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❖ 开放式数控系统的基本特点：
❖ （1）模块化
❖
包括数控功能模块化和系统体系结构
模块化。前者是指用户可以根据自己的要求
选装所需的数控功能；后者是指数控系统内
实现各个功能的算法是可分离的、可替换的。
❖ 模块化是数控系统开放的基础
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（2）标准化 数控装置的开放是在一定的标准约束下
进行的，各个公司开发的各种部件和功能模 块必须符合这个标准。按这个标准生产的不 同公司的产品可以拼装成一台集多家公司智 慧的、功能完整的控制器。 标准化的基础是模块化，因为标准的制定要 建立在模块合理划分的基础上。
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（3）可移植性 不同应用程序模块可运行于不同生产商
提供的系统平台，同时系统软件也可运行于 不同特性的硬件平台之上。因此，系统的功 能软件应与设备无关，即应用统一的数据格 式、控制机制，并且通过一致的设备接口， 使各功能模块能运行于不同的硬件平台上。
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（3）构造一种独立于硬件系统的软件平台 针对数控系统的实时性和多任务性特点，
应构筑一种实时多任务软件平台，并使其基 本功能模块化、典型化，使各个功能模块实 现统一调度和相互独立，这样在为不同硬件 结构的数控系统提供软件时，只需按其功能 配置相应的软件模块，即可实现软件的独立 性和开放性。由于每个功能模块不会对其他 功能模块产
❖ 开放式数控系统的体系结构
❖
开放体系结构是从软件到硬件，从人
机操作界面到底层控制内核的全方位开放。
基于的开放式数控系统能充分地利用计算机
的软硬件资源，可使用通用的高级语言方便
地编制程序，用户可将标准化的外设、应用
软件进行灵活地组合和使用。使用计算机同
时也便于实现网络化。基于的开放式数控系
统大致可分为以下三种类型：
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（2）嵌入型 该类型系统就是将运动控制板或整个单
元(包括集成的)插入到个人计算机的扩展槽中。 机作非实时处理，实时控制由单元或运动控 制板来承担，这种方法能够方便地实现人机 界面的开放化和个性化。
开放式数控系统
美国的公司的开放式数控系统将卡(可编 程多轴运动控制器)插入机扩展槽中，总线接 口为。德国公司的 - 200系列开放式数控系统 将和卡插入机扩展槽中，总线接口为。 公司 的8000系列数控系统同样将 运动控制卡插入 机扩展槽中，构成开放式数控系统。
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（5）网络化 现代意义上的网络化数控系统以通讯
和资源共享为手段,以车间乃至企业内的 制造设备的有机集成为目标,支持网络互 联规范, 能支持标准，具有很强的开放性， 它的联网功能通过标准网络设备来实现, 而不需要其他的接口部件或者上位机。
传统数控系统与开放式数控系统比较图：
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开放式数控系统 及简介
开放式数控系统
❖ 开放式数控系统的概念
❖ (美国电气电子工程师协会)关于开放式系 统的定义是: 能够在多种平台上运行，可以和 其他系统互操作，并能给用户提供一种统一 风格的交互方式。通俗地说，开放式数控系 统允许用户根据自己的需要进行选配和集成， 更改或扩展系统的功能迅速适应不同的应用 需求，而且，组成系统的各功能模块可以来 源于不同的部件供应商并相互兼容。
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（4）二次开发性 开放式数控系统应允许用户根据自身的需
要进行二次开发。比较简单的二次开发包括 用户界面的重新设计、参数设置等。深层的 二次开发允许用户将自己设计的标准功能模 块集成到开放式数控系统中。所以系统应当 提供接口标准，包括访问和修改系统参数的 方法以及开放式系统提供的(应用程序接口)和 其他工具。
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（3）全软件型 该类型系统是指的全部功能均由实现，
并通过装在机上扩展槽的伺服接口卡对伺服 驱动等进行控制。其软件的通用性好，编程 处理灵活。这种装置的主体是机，充分利用 机不断提高的计算速度、不断扩大的存储量 和性能不断优化的操作系统，实现机床控制 中的运动轨迹控制和开关量的逻辑控制。
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（1）嵌入型 该类型系统是将装入到内部，与之间用
专用的总线连接。系统数据传输快，响应迅 速，同时，原型系统也可不加修改就得以利 用。这种数控系统尽管具有一定的开放性， 但由于它的部分仍然是传统的数控系统，其 体系结构还是不开放的。
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此类系统如日本的 160/180/210是典型 的嵌入模式的系统。在 专用32位总线插槽中 插入一块名为 - 的模块，通过专用接口使与 紧密结合。德国的 840D系统包括集成有的模 块，通过多点接口 ()与(含和部分)模块相连。
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❖ 开放式数控系统研究的关键问题
❖ （1） 制定一个开放式数控系统的制造协议
❖
在系统的应用软件、硬件和网络功能
方面形成一整套标准规范，规范系统的软硬
件界面和通讯协议，使得控制器制造商和机
床生产厂能在制造协议的导航下进行有序的
开发和生产，并在此基础上实现广泛的合作。
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（2）实现系统硬件的模块化、标准化和系列化， 并提高其可靠性和实时性 通过对系统 结构模式、通讯方式、运动 控制和辅助控制等方面进行模块化处理，按 功能制作成功能模块并实现标准化和系列化， 且各模块单元之间可利用已定义的标准化接 口进行通讯。
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生影响，因此，用户可按需要编制新的功能 模块，添加到系统中，亦可取代系统中现有 的功能模块，使得系统具有良好的功能扩展 性。
（4）开发出一个优化系统软件，把各种优化技 术集成在软件包中
利用该软件来优化配置系统加工参数， 使加工过程最优化。通过分析比较多种智能 模块技术，选择出一种重构产品最优控制模 块，完成系统的第二次开发。