现代数控技术

• 产品的种类可从二轴联动到三十二轴联动。甚至连接MACRO现场总线的高 速环网，直接进行生产线的联动控制。
• 与同类产品相比，PMAC的特性给系统集成者和最终用户提供了更大的柔性。 它允许同一控制软件在三种不同总线（PC-XT和AT，VME，STD）上运行， 由此提供了多平台的支持特性。
• 每轴可以分别配置成不同的伺服类型和多种反馈类型。
把一块ＰＣ主板插入传统的ＣＮＣ机器中,ＰＣ板主要运行非实时 控制,ＣＮＣ主要运行以坐标轴运动为主的实时控制; 在不变化原系统基本结构的基础上增加一块ＰＣ板;提供键盘使用 户能把ＰＣ和ＣＮＣ联系在一起,大大提高了人机界面的功能。 典型的如ＦＡＮＵＣ的150i/160i/180i/210i系统。SINUMERIK840D。 有些厂家也把这种装置称为融合系统(Fusion System)。
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一、PC数控技术
（2）NC嵌入PC型:
把运动控制板插入ＰＣ机的标准插槽中作实时控制用,而ＰＣ机主 要作非实时控制。 开放结构在90年代初形成,对于许多熟悉计算机应用的系统厂家,往 往采用(2)方案。目前主流数控系统生产厂家仍然采用原结构的数 控系统。但为了增加开放性,主流数控系统生产厂家往往采用(1)方 案。 美国：DELTA TAUPMAC（Programmable Multi-Axis Controller） 运动控制器； 国内：固高公司GT运动控制卡。
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一、PC数控技术
（3）全软件型的CNC系统
基于通用PC硬件和通用操作系统的CNC。 主要解决CNC系统的多任务实时控制问题。 • Windows NT构架的RTX
德国Power Automation公司的PA8000 系统 • LINUX 嵌入内核RT-LINUX
·
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一、PC数控技术
（1） PMAC（programmable multi－axes controller）简介
l 与不同伺服系统的连接：伺服接口有模拟式和数字式两种，能连接模拟、数字伺服 驱动器，交、直流、直流无刷伺服电机伺服驱动器及步进电机驱动器。
l 与不同检测元件的连接：测速发电机，光电编码器，光栅，旋转变压器等。
美国Delta Tau公司九十年代推出的开放式多轴运动控制器。
• 它提供运动控制、离散控制、内务处理、同主机的交互等数控的基本功能。
• PMAC内部使用了一片Motorola DSP 56001/56002数字信号处理芯片，它的 速度、分辨率、带宽等指标远优于一般的控制器。
• 伺服控制包括PID和速度、加速度前馈控制，其伺服周期单轴可达60μs， 二轴联动为110μs。
(3) 全软件型
这是完全采用PC机软件控制的一种数控系统，它把运动控制器以应用软件的形式实
现，这是一种最新开放体系结构的数控系统，能够提供给用户最大的选择和灵活性，已
经成为新一代CNC的主流。
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一、PC数控技术
1、基于PC的CNC系统 （1） PC机嵌入NC型：
（2）系统的功能
• ·PLC功能的实现：内装式软件化的PLC，使用类似basic的程序，可 扩展到2048点I/O。
• 界面功能的实现：按用户的需求定制。
• 与IPC的通讯：PMAC提供了三种通讯手段――串行方式、并行方式和 双口RAM方式。采用双口RAM方式可使PMAC与IPC进行高速通信, 串行 方式能使PMAC脱机运行。
OPT7
PMACII
XY Z C
SEMI POWER 驱动器
步进电 机驱动
器
图3 数字式PMAC
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一、PC数控技术
（1） PMAC（programmable multi－axes controller）简介
OPT7
旋转变压器
三菱直流伺服电机
IPC
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三菱
伺服
德国Power Automation公司的PA8000 系统 • 基于专用实时操作系统 VX-WORKS等
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一、PC数控技术 2、PMAC 运动控制器
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一、PC数控技术
2、PMAC 运动控制器
（1） PMAC（programmable multi－axes controller）简介
驱动器
ISA总线
PMAC
图1 PMAC控制器与模拟信号连接
IPC ISA总线
交流 伺服 驱动器
PMAC
脉冲编码器
交流伺服电机
图2 PMAC控制器与数字反馈连接
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一、PC数控技术
2、PMAC （Programmable Multi-Axis Controller）运动控制器
(2) NC嵌入PC型
这是完全采用PC机为硬件平台的数控系统，运动控制(包括轴控制和机床逻辑控制) 功能由配有专用控制芯片的独立的运动控制器完成，通常以PC插件(符合ISA或PCI总线 标准)形式的硬件或通过网络连接的嵌入式系统实现。运动控制软件由NC生产厂商设计， 用户无法修改。只是NC的上层软件(数控语言解释器/人机界面等)以PC操作系统(例如 Windows)为平台，因此这种数控系统只是在上位机层面上实现了开放性。
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一、 PC数控技术 二、开放式数控技术
1 2020/11/20
一、PC数控技术
90年代初期，数控系统进入基于PC机的阶段。基于PC机的数控系统 PC机嵌入NC型
在传统的专用NC中简单地嵌入PC技术，NC可以共享一些计算机的软硬件资源，而计 算机只参加辅助编程、分析、监控、生产管理和工艺编制等工作。这种数控系统的NC部 分仍是专用结构，用户无法进入数控系统的核心，属于初步开放的数控系统。
• CNC系统的配置：PMAC以计算机标准插卡的形式与计算机系统共同构 成CNC系统，它可以用PC-XT&AT，VME，STD32或者PCI总线形式与计 算机相连。
• PMAC具有直线和圆弧插补、S－曲线加减速、三次样条插补等功能，