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CNC控制器的發(fā)展趨勢(shì)
（作者未知） 2009/7/31
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為了提高生產(chǎn)率，數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床的開發(fā)和制造已變成數(shù)控機(jī)床的一種發(fā)展趨勢(shì)。復(fù)合加工機(jī)床是指在同一機(jī)械上可以進(jìn)行多種工藝的加工，如在一臺(tái)機(jī)床上可以進(jìn)行車加工、銑加工、錘加工等，比如，一個(gè)圓柱體要進(jìn)行圓柱表面的車削、錘子L、還要求在圓柱面上銑溝槽，這些加工都要求在同一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上完成。這樣就能大大提高生產(chǎn)率。因此，對(duì)于數(shù)控復(fù)合機(jī)床，百先需要增加可以用于進(jìn)行復(fù)合加工功能的控制系統(tǒng)，比如銑床需要增加螺錐線功能、螺旋線功能、3維圓弧功能、刀具中心點(diǎn)控制等，另外，刀具補(bǔ)償功能也需要既有車加工又有銑加工的功能。除此以外，這種機(jī)床還經(jīng)常需要高速加工。
1．5進(jìn)網(wǎng)通信功能
為了通過(guò)PC或數(shù)控系統(tǒng)本身對(duì)多臺(tái)機(jī)床進(jìn)行集中監(jiān)控和管理，系統(tǒng)需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。以便傳遞程序，監(jiān)控加工狀態(tài)。除此以外，網(wǎng)絡(luò)功能還可以傳送維修數(shù)據(jù)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、操作和診斷；傳送CAD／CAM數(shù)據(jù)。CNC具有現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)功能，就可以在CNC與伺服裝置之間，CNC與I／o控制之間傳遞控制、監(jiān)控和診斷數(shù)據(jù)。目前主要采用以太網(wǎng)以及現(xiàn)場(chǎng)總線。隨著技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用無(wú)線技術(shù)也已經(jīng)出現(xiàn)。
無(wú)線技術(shù)可以使信息到達(dá)幾乎是任何地方。
1．6高可靠性和安全性功能
CNC系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床一起，工作在底層車間，經(jīng)受惡劣的環(huán)境，如：溫度，濕度，振動(dòng)，油霧，粉塵的影響，同時(shí)又要求連續(xù)工作；因此對(duì)可靠性要求特別高，除了可靠性設(shè)計(jì)、制造工藝等措施外，現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的可靠性主要采取以下措施：①采用光纖，減少電纜連接，比如FANUC的數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)光纖連接CNC和伺服放大器，以串行高速的方式從CNC到多個(gè)伺服放大器傳遞大量的數(shù)據(jù)。②采用糾錯(cuò)碼(ECC：EnorCorrectingCode)傳送數(shù)據(jù)，隨著軟件高速處理大量數(shù)據(jù)，也要求對(duì)微處理器、存儲(chǔ)器和LSI的處理速度大大提高。由于這些安裝在CNC的印刷板上的高速電子元器件進(jìn)行高速讀、寫和傳遞數(shù)據(jù)時(shí)，由IC驅(qū)動(dòng)的信號(hào)波形變?yōu)闇�，在這樣的狀況下，不采用模擬電路處理的方法時(shí)，導(dǎo)致不能正確地傳遞數(shù)字信號(hào)。另外，在最新電子元件低壓供電時(shí)，降低了電路低抗噪音的運(yùn)行范圍。為此，CNC電路將采取更先進(jìn)的糾錯(cuò)碼傳遞數(shù)據(jù)。ECC是一種領(lǐng)前的高可靠性技術(shù)，通過(guò)把ECC加到數(shù)據(jù)上以傳送各種不同型式的數(shù)據(jù)，使系統(tǒng)更可靠。②采用雙檢安全(DualCheckSa缸y)措施�！半p檢安全”與歐洲安全標(biāo)準(zhǔn)(EN954—1)一致。它的原理是在CNC內(nèi)嵌人多個(gè)處理器冗余地監(jiān)控伺服電機(jī)和主軸電機(jī)以及與安全相關(guān)的I／0信號(hào)并使用急停與相關(guān)的I／0電路使系統(tǒng)安全地運(yùn)行和停止。
2控制器的開放
當(dāng)出現(xiàn)NC機(jī)床以后，制造廠家就希望能打開NC系統(tǒng)這個(gè)黑盒子，部分或全部地代替機(jī)床設(shè)計(jì)師和操作者的大腦，具有一定的智能，能把特殊的加工工藝、管理經(jīng)驗(yàn)和操作技能放進(jìn)NC系統(tǒng)，同時(shí)也希望它具有圖形交互、診斷等功能。這就需要商用的數(shù)控系統(tǒng)具有友好的人機(jī)界面和提供給用戶的開發(fā)平臺(tái)。要求NC控制器透明以使機(jī)床制造商和最終用戶可以自由地執(zhí)行自己的思想。于是產(chǎn)生了開放結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)。
IEEE“開放系統(tǒng)技術(shù)委員會(huì)”定義“開放結(jié)構(gòu)”為：“開放系統(tǒng)所執(zhí)行的應(yīng)用可以運(yùn)行在多家制造者不同的平臺(tái)；并可以與其他系統(tǒng)的應(yīng)用具有互操作性，且呈現(xiàn)與用戶交互協(xié)同(1EEElo03．0)�！币部梢杂孟铝械男阅苤笜�(biāo)評(píng)估控制器的開放性。比如應(yīng)用模塊為AM：①移植性：在保持應(yīng)用模塊(AM)的功能下，不需任何變化就可以應(yīng)用到不同的平臺(tái)。②擴(kuò)展性：不同的AM能運(yùn)行在一個(gè)平臺(tái)而不出現(xiàn)沖突。③互操作性：AM在一起工作時(shí)表現(xiàn)為相互協(xié)同，可以根據(jù)定義相互交換數(shù)據(jù)。④縮放性：按照用戶的需要，AM的功能、性能和硬件的規(guī)�？梢陨炜s。
開放結(jié)構(gòu)的控制器(oAC)使控制器銷售商、機(jī)床制造商和最終用戶可以從柔性和敏捷生產(chǎn)中獲得較大利
益。其主要目標(biāo)是在標(biāo)準(zhǔn)化環(huán)境下采用開放的接口使操作方便，成本降低和柔性增加。這樣的系統(tǒng)能力被廣泛接受。軟件可以重復(fù)使用，用戶可以按照給定的配置設(shè)計(jì)他們的控制器。
控制系統(tǒng)的開放體系結(jié)構(gòu)由于考慮到對(duì)實(shí)時(shí)和可靠性要求很嚴(yán)格，因此是高度復(fù)雜的系統(tǒng)。其特點(diǎn)是基于PC，相互鏈接的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)為系統(tǒng)組件和接口，系統(tǒng)組件由軟件模塊和硬件模塊所組成。在開放系統(tǒng)中，各個(gè)組件和接口還可以在制造過(guò)程中實(shí)現(xiàn)增加智能的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于控制的復(fù)雜性，這些系統(tǒng)的硬件和軟件是基本的工具。控制的接口可以分成兩組：內(nèi)部和外部的接口。①外部接口：這些接口連接系統(tǒng)和監(jiān)控單元以及子單元、用戶。它們可以分為編程接口和通信接口。NC與PI‘C編程接口采用國(guó)家或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，如RS一274、DIN66025、或IEC6l131—3。通訊接口也強(qiáng)烈地受標(biāo)準(zhǔn)的影響�，F(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，如S（未完，下一頁(yè)）
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