开放式数控技术 PPT课件

现代数控技术 开放式数控技术串行总线计算机数控系统RTXFeb2003CNC技术的新进展STEP NC 1 开放式数控技术 2 一 问题的提出 传统CNC控制器制造商生产的CNC系统 大多是专用设备 在结构上提供给用户有限的选择 用户无法对现有数控设备的功能进行修改以满足自己特殊需求CNC厂商提供给用户的系统的操作方式各不相同 用户在培训人员 设备维护等方面要投入大量的时间与资金 3 当今的CNC处于DNC和FMS环境中 同时还与CAD CAM CAPP等系统实现通信 过去的封闭式CNC系统 没有共同的编程语言缺乏标准的人机接口 4 制造商 系统集成者 用户都希望 开放化的控制器 能够自由地选择 装置 驱动装置 伺服电机 应用软件等数控系统的各个构成要素 并能够采用规范的 简便的方法将这些构成要素组合起来 5 90年代以来 欧洲 美国 日本各自成立了开放性数控的研究机构 它们的发展计划的代号分别为OSACA OMAC 这3个计划目前都已经取得了重大进展 并且公布了部分研究成果 6 OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomation OpenModularArchitectureController OpenSystemEnvironment 7 二 开放式数控的主要特点 8 定义 所谓开放性数控 就是指机床制造厂 的中间用户 和机床用户 的最终用户 能够更改 添加 装置的功能 并能够实现整个装置的廉价化 9 主要特点 1 由一系列逻辑上独立的构成要素组成 2 提供系统各个构成要素与系统之间接口的完善的规范和标准 来自不同厂商的符合规范的构成要素能够构成一个完整的数控系统 10 3 能够动态改变系统的拓扑结构 4 能够实现与其它自动化系统或软件模块的互操作 5 能够提供一致性好的人机界面 11 三 开放式数控的发展现状 国际 与开放性数控的项目相关的项目比较多 但是目前最具影响力的仍是 因而这3个计划的发展现状基本上代表了开放性数控的发展现状 国内 运动控制器WindowsceNTXPLinuxQNXRenturecomRTX串行总线式 CANPROFIBUSSERCOS等 12 OSACA主要取得下述成果 1 定义了中性的 即不依附于任何厂家的 开放性数控系统的基本规范 2 拟订了中性的可适用于数控系统 机器人 可编程逻辑控制器和单元控制器的统一的参考结构 3 开发了第一批示范性的应用软件模块 OSACAAPI 13 主要取得以下成就 1 定义了标准化的 使得用户可以充分发挥自己的主动性 装入自己的所需的特殊功能 2 利用Windows 可以充分利用现有的个人计算机资源如 3 以实时操作系统为核心 提供高性能的控制功能 4 利用实时数据库 可实现数据的高效 便携化 14 主要取得以下成就 1 提出了开放性数控系统的参照模型 并将其具体化为实装模型 2 开发了基于 的人机接口系统 3 提出并开发了新的 语言 4 开发了用于机床控制的接口 及语言处理器 15 目前这些组织在本国或本地区都鼓励企业参与研究与决策工作 并且推出了一系列的示范性的产品 市场上还没有看见产品 16 四 开发开放性数控系统的基本指导思想 1 最大限度地利用日新月异的 软硬件技术 2 模块化 3 动态配置系统 4 可移植 5 可扩展性 6 鼓励产业界参与开放性系统的开发过程 17 五 开放式数控发展面临的课题 1 一致性的人机界面 对用户友好 具有一致性的数控系统的操作界面 对于降低人员培训费用 降低系统维护费用都具有比较重要的意义 2 以软件为基础的控制器在开放性数控的研究过程中 软件越来越受到重视 认为当今数控技术的发展 已经由面向硬件转向面向软件 18 3 重视RTOS RealTimeOperationSystem 的开发与应用开放性数控要求不依赖于特定的软硬件平台 但是并不是所有的操作系统都能满足数控系统的需要 数控加工要求 现在流行多种操作系统 用户和 开发厂商都面临着许多选择 一些测试表明 流行的操作系统大多无法满足实时性的要求 INDOWSCERTXQNXLINUXVxWORK美国能源部的 制造操作系统项目正在研制 ManufactureOperatingSystem 19 4 数控系统开放程度开放程度可以分3个层次 A 人机界面开放B 内核有限开放C 全开放 20 人机界面开放的开放度只限于非实时控制部分 面向用户应用 内核有限开放的内核结构固定 但留有插入用户专用软件的接口这两种程度的开放 在目前实现是完全可能的 21 全开放 内核的完全开放CNC系统结构是由过程可互换性 可升级性 可移植性 互操作性等决定的 最终要求实现在标准平台能够任意组合所有模块的功能 目前还较为困难 22 具备网络通信功能由于CNC现在是处于CIMS和DNC的环境中 CNC系统不仅能够控制独立运转的机械 同时还要在综合化的生产环境中 用做生产的终端设备 网络通讯功能已经成为 系统的必备功能 问题 产生一系列的如何防止外部非法入侵等有关安全