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CNC控制器的發(fā)展趨勢
（作者未知） 2009/7/31
（接上頁）ERCOS，P凹肋us或DeviceNet用作驅動和I／O的接口。I，AN(局網(wǎng)LocalAreaNetwork)網(wǎng)絡主要基于以太網(wǎng)和TCP／IP與監(jiān)控系統(tǒng)連系的接口。②內部接口：用于組件間的互相作用和數(shù)據(jù)交換，以形成控制系統(tǒng)的核心。在這方面，一個重要的性能是支持實時機構。為了得到可重構和白適應的控制，控制系統(tǒng)的內部結構基于平臺的概念。由于軟件組件中無法知道專用硬件的詳情，因而主要的目標是建立一個可定義的但是在軟件組件間進行柔性的通訊方法。應用編程接口(APl)保證了這些需要�？刂葡到y(tǒng)的全部功能被分為幾個包，模塊化的軟件組件通過被定義的API互相作用。
根據(jù)1999年美國機器人工業(yè)論壇的資料，當年美國機器人全部裝機的系統(tǒng)是機器人本身價值的3—5倍，也就是如果有l(wèi)o億美元機器人的市場，等于增加20到40億美元的附加值，如果其中25％歸因于軟件集成的原因引起的，再認為如果通過標準化的開發(fā)和應用，采用開放體系結構的控制器使其中降低50％；那么在采用開放控制器后，每年潛在的價值就可以節(jié)省2億5千萬到5億美元。
目前，開放的數(shù)控系統(tǒng)結構主要有3種形式：①基于PC的CNC系統(tǒng)，這種系統(tǒng)以PC機為平臺，開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)的各種功能，通過伺服卡傳送數(shù)據(jù)，控制坐標軸電機的運動。這類系統(tǒng)有時也稱為SoftNC，這樣的系統(tǒng)容易做到全方位開放。②PC嵌入式：這種系統(tǒng)的基本結構為：CNC十PC主板，即把一塊CNC板插入傳統(tǒng)的PC機器中，CNC主要運行以坐標軸運動為主的實時控制，或且CNC作為數(shù)控功能運行，而PC板作為用戶的人機接口平臺。③PC十CNC：目前主流NC系統(tǒng)生產廠家認為NC系統(tǒng)最主要的性能是可靠性，像PC機存在的死機現(xiàn)象是不允許的。而系統(tǒng)功能首先追求的仍然是高精高速的加工。加上這些廠家長期已經(jīng)生產大量的NC系統(tǒng)；體系結構的變化會對他們原系統(tǒng)的維修服務和可靠性產生不良的影響。因此不把開放結構作為主要的產品，仍然大量生產原結構的NC系統(tǒng)。為了增加開放性，主流NC系統(tǒng)生產廠家往往在不變化原系統(tǒng)基本結構的基礎上增加一塊PC板，提供鍵盤使用戶能把PC和CNC聯(lián)系在一起，大大提高了人機界面的功能，比較典型的如FANUC的150i／160i／180i／210j系統(tǒng)。有些廠家也把這種裝置稱為融合系統(tǒng)(fusionsystem)。由于它工作可靠，界面開放，越來越受到機床制造商的歡迎。成為NC技術的發(fā)展
3STEP-NC
它基于STEP，并把STEP擴展到NC，形成“STEP—NC”。開發(fā)和推廣這個標準的首要目的是實現(xiàn)不同的CAx系統(tǒng)通過標準的個性文件來進行數(shù)據(jù)交換。當前，企業(yè)之間的專業(yè)分工趨向越來越明顯。一個汽車總裝廠往往有好幾百個零部件供應商，這些企業(yè)可能采用不同的CAD系統(tǒng)，數(shù)據(jù)交換的工作量非常大。采用CAD系統(tǒng)之間點對點的交換方式是不可取的。只有通過一種統(tǒng)計表的方式來表達數(shù)據(jù)，統(tǒng)計表的文件格式來輸入和輸出數(shù)據(jù)才有可能實現(xiàn)大量的數(shù)據(jù)交換。STEP體系結構可歸納為采用ExPRESS的語言(ExPRESS是一種信息建模語言)，具有三層結構(應用層、邏輯層、物理層)。也可以認為STEP的核心是一個工程定義的數(shù)據(jù)庫，這些定義可以組成不同的應用協(xié)議，引1用于各產業(yè)需要的產品模塊。數(shù)據(jù)庫包括幾何、拓撲、公差、關系、屬性、裝配、配置和其他的特性。而新的產品模塊在需要增加時可以不斷加入。
“CNC控制器的數(shù)據(jù)模型”(以下稱STEP—NC)是NC的數(shù)據(jù)從CAM到CNC的數(shù)據(jù)模型，它解決現(xiàn)行的NC程序缺乏通用性及移植性的問題。使“STEP—NC”產品模型數(shù)據(jù)用作直接機床的輸人已經(jīng)發(fā)展成具有實際的意義。這種“STEP—NC”是無G和M代碼，無后置處理的NC。ISol4649標準的目標為：(1)改進CAD／CAM系統(tǒng)與CNC控制器間的聯(lián)接；保證“STEP—NC”能在CAD／CAM之間傳遞數(shù)據(jù)。不是采用刀具的運動，而是采用工作步驟面向對象的概念，以改進IS06893的缺點。工作步驟相應于高級特征和過程的參數(shù)。CNC可以對工作步驟解析為坐標的運動和刀具的動作。(2)數(shù)據(jù)模塊必須包括所有的復雜級別(從加工時指令的CAD幾何數(shù)據(jù)到帶離散值的簡單軸運動)。(3)NC程序設想可以放在新開發(fā)的CNC控制器上，但是它也可能放在分離的支持和改進現(xiàn)有NC控制器的高級系統(tǒng)上(包括各種網(wǎng)絡)。(4)對于NC程序的新標準將提供機床操作者更多的柔性、功能、統(tǒng)計表的編程定義和相關控制和幾何過程的修正。(5)新標準允許MTB的操作者由于他的專用機床和技術而執(zhí)行專門的功能。(6)對于最終用戶新的標準提供統(tǒng)一的編程，更快、更廉價的程序準備和由于統(tǒng)一的編程格式導致的低成本。(7)較少的后置處理而且更標準化。在NC編程級，CAD／CAM系統(tǒng)和NC系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換（未完，下一頁）
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