开放式数控切割机床系统的研究与应用频谱分析仪

开放式数控切割机床系统的研究与应用

开放式数控切割机床系统的研究与应用 2012

数控机床是信息技术与传统机床相结合的产物，反映了一个国家制造技术的水平和工业水平。虽然传统的数控系统已经实现了非常复杂的功能并达到了相当的精度，但由于传统的数控系统采用专用计算机系统，其实现过程对用户来讲是封闭的，并且它的各个模块功能固定，各厂商的软硬件互不兼容，用户无法对系统进行重新定义和扩展，系统与外部缺乏有效的通信功能，这增加了用户的投资风险和成本。

为改变这种状况，迫切需要能开发一种可以方便扩展、功能柔性并且对用户开放的数控系统，开放式数控系统便应运而生。开放式数控系统具有开放柔性高、成本低、升级扩展容易、投资风险性小和可以引入最新的PC软硬件技术等优点，是二十一世纪数控技术的发展方向。

1 开放式数控系统

为解决封闭式结构数控系统所存在的问题，近年来西方一些发达国家相继提出开放式体系结构数控系统的开发，欧洲、美国、日本为了适应发展的要求，一些研究机构和生产厂商先后开展了开放性数控的研究。

1.1 开放式数控系统的特征

对于开放性数控的具体定义还存在争论。开放性数控一般应该具有以下特征：

1)可互换性，构成系统的各硬件模块、功能软件的选用不受单一供应商的控制，可根据功能、可靠性、性能要求相互替换，不影响系统整体的协调运行；

2)可伸缩性，CNC系统的功能、规模可以灵活设置，方便修改。控制系统的大小(硬件或软件模块)，可根据具体应用增减；

3)可移植性，系统的功能软件与设备无关，各种功能模块运行于不同的控制系统内，即能运行于不同供应商提供的硬件平台上；

4)可扩展性，CNC用户或二次开发者能有效地将自己的软件集成到NC系统中，形成自己的专用系统，功能的增减只需功能模块的装卸；

5)可互换性，通过标准化接口，通信和交互机制，使不同功能模块能以标准的应用程序接口运行于系统平台之上，并获得平等的相互操作能力，协调工作。

1.2 开放式数控系统的优越性

开放式数控系统的概念是美国在八十年代末提出的，它具有开放柔性高、成本低、升级扩展容易、投资风险性小和可以引入最新的PC软硬件技术等优点，是二十一世纪数控技术的发展方向。开放式数控系统软件的继承性、软件开发的难易性、软件的封闭性、组网难易性、面向未来性、系统功能与性价比、运动执行部分、数控部分功能等方面均优于传统数控系统。

一个开放式的数控系统应当具有在各种不同的平台上以及其他应用系统中运行的特性。为达到这一要求，开放式数控系统对用户而言是透明的，它允许各个设计者按照统一的工业标准或规范去开发自己的控制元件，而这些元件具有良好的兼容性，用户可很容易地完成从一个制造商控制系统到另一制造商控制系统的转变；

同时，这些独立的控制元件应当为用户今后的二次开发提供运行的基础，用户在使用这种CNC系统时，用现有的结构、现有的控制元件再加上一些特殊元件模块即可构成一个符合自己使用要求的新的数控系统。数控系统采用开放式体系结构的主要目的是为了使之成为具有互操作性、用户化、集成化、元件化的开放式的结构系统。

2.1 系统硬件结构

系统为等离子、氧乙炔数控切割机床系统。系统由工控机、ACL-8454、ACIr7130，脉冲处理板、X轴和Y轴伺服放大器、X轴和Y轴伺服电机、开关量处理器、切割机工作台八部分组成。

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