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国内开放式数控系统的研究现状

我国经过“六五”、“七五”引进消化,“八五”自主开发,“九五”产业化、工程化,基本掌握了数控技术,基本形成了一支研究、开发、生产的队伍,基本具备了数控系统产品的配套能力。并根据国内外相关技术的发展情况,调整到基于PC的数控系统发展方向上来,形成了两种平台,开发出了四个基本系统,其中,华中I型和中华I型是将数控专用模板嵌入通用PC机构成的单机数控系统,而航天I型和兰天I型是将PC嵌入到数控之中构成的多机数控系统,形成PC+NC的前后台型结构。

目前国内比较有代表性的新型开放式数控系统研究主要有以下几种:

1)基于软件芯片的开放式数控系统

华中科技大学(原华中理工大学)提出了一种基于软件芯片(Software武汉理工大学硕士学位论文Integrated Chip,简称sic)的开放式数控系统的实现模式。在该模式中,通过对数控软件的标准化与规范化研究,运用面向对象的机制,把数控系统的功能进行抽象并进行封装,将数控软件设计成具有稳定通用的接口、可以重用的SIC,每个sic完成数控系统的一个独立模块的功能,如插补功能由插补芯片完成、位置控制功能就由位置芯片完成。并且通过建立一个数控系统软件芯片集成开发环境对SIC进行管理,用户可以对SIC进行检索、浏览和维护,还可以添加新的SICOS用户在组装数控系统或进行二次开发时,可以将芯片库中检索出的sic按照用户所要求的功能进行集成,并可以加入用户新开发的SIC一起组装,这样开发出的数控系统比以前节省较多时间,总体质量也有大幅提高。其局限性在于,数控软件芯片的规范化和标准化设计很大程度上由芯片的划分决定,它需要严格定义,使它们具有更强的逻辑性和更好的封装性。另外,更重要的一点是,这种软件芯片的使用只是简单的程序源代码的重用,这种移植只能是同一种编程语言下的移植,是一种极为有限条件下的移植。

2)基于现场总线技术的开放式数控系统

现场总线技术可以将大量的并行信号转化为串行信号,利用双线电缆或光缆可以在上百台设备之间实时传递上千路的信号。当前现场总线接口和数据交换大多遵循SERCOg(serialreal-time communication specification)协议,是目前用于数字伺服而后传动数据通信的唯一国际标准。SERCOS构成一个封闭的环路,根据伺服系统和PLC的不同地址,利用插在计算机中的SOFTSERCNS卡实现计算机与数字伺服系统之间的实时数据通信,形成一种基于现场总线的开放式结构数控系统。但由于SERCOS有三万多个参数,在SERCOS参数设置方面现在的系统大多都是使用默认值,这对于开发高速、高精度的开放式数控统还有很大差距。并且SERCOS总线技术较为昂贵,对于其普及应用也产生一定的不利影响。

本文转载于:数控工作室

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