機床數(shù)控裝置概述

發(fā)布日期：2011-11-25 蘭生客服中心瀏覽：2212

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機床數(shù)控裝置（習慣稱為數(shù)控系統(tǒng)）是對機床進行控制，并完成零件自動加工的專用電子計算機。它接收數(shù)字化了的零件圖樣和工藝要求等信息，按照一定的數(shù)學模型進行插補運算，用運算結(jié)果實時地對機床的各運動坐標進行速度和位置控制，完成零件的加工。數(shù)控機床的總體框圖如圖1所示。

圖1 數(shù)控機床總體框圖

隨著科學技術(shù)的進步，特別是微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，使數(shù)控系統(tǒng)不斷得到最新硬軟件資源而飛速發(fā)展。各著名的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家，平均每三年就有一種新型號數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品誕生。數(shù)控機床的應(yīng)用也從解決疑難零件加工、批量零件自動化生產(chǎn)，到進入家庭作坊，越來越廣泛地應(yīng)用到各種場合，同時也不斷對數(shù)控系統(tǒng)的硬軟件提出新的要求。集中地表現(xiàn)在要求有開放式結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)、適應(yīng)技術(shù)發(fā)展和用戶自己開發(fā)的功能。目前一些發(fā)達國家和地區(qū)，如歐洲、美國、日本等，都相繼進行開放式結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)的研究和開發(fā)，如歐洲的OSACA（Open System Architecture for Control Within Automation）計劃。美國的NGC（Next Generation workstation/machine Controller architecture）計劃。開放式數(shù)控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)有硬件平臺、軟件平臺、一個用戶可擴展的硬軟件空間和應(yīng)用開發(fā)環(huán)境。

硬件平臺：由數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠提供，或是選擇通用的標準模塊，但其配置可由用戶在較大范圍內(nèi)選擇，如控制軸數(shù)、控制方式、各種外部設(shè)備等。

軟件平臺：由數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠提供，或CNC軟件開發(fā)商提供，它是系統(tǒng)的核心軟件，即CNC、PLC的基本軟件，同時提供好的用戶開發(fā)應(yīng)用軟件的環(huán)境。

應(yīng)用軟件：用戶在數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠提供的硬軟件平臺基礎(chǔ)上，開發(fā)專用軟件、硬件，實現(xiàn)用戶要求的控制功能。

個人計算機（Personal Computer——PC）的高速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，為我們開發(fā)以PC為基礎(chǔ)（PC Based）、開放式結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)提供了一種有效的途徑。PC從80年代初作為辦公用的計算機，發(fā)展到今天，已成為進入各領(lǐng)域的主流計算機，被廣泛用于過程控制和自動化領(lǐng)域。PC的主頻已達到450MHz，可以滿足各種CNC高速實時控制系統(tǒng)的要求，豐富的軟件資源，如DOS、Windows、C語言等開發(fā)工具，大量可利用的外部設(shè)備，如CRT、平板顯示器、光盤驅(qū)動器、軟盤驅(qū)動器、硬盤驅(qū)動器、鍵盤等硬件支持。PC的芯片集成度越來越高，PC的產(chǎn)量逐年增加，這都為以PC為基礎(chǔ)的CNC系統(tǒng)縮小體積、有高的性能價格比提供了條件，由于以PC為基礎(chǔ)的CNC系統(tǒng)充分利用PC的硬軟件資源，就可以跟隨PC的發(fā)展而不斷采用新的技術(shù)。早期使用Intel 80286、80386，現(xiàn)在是Pentium Ⅲ，操作系統(tǒng)也從DOS發(fā)展到Windows等，所以以PC為基礎(chǔ)的CNC系統(tǒng)得到越來越快的發(fā)展和應(yīng)用。

以PC為基礎(chǔ)的CNC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方式有以下三種：

第一種是把數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠開發(fā)的數(shù)控專用硬件和軟件裝到PC的母板上，用ISA或PCI總線，保留原PC的整體形象，如圖2所示。

圖2 數(shù)控專用模板裝入PC母板的結(jié)構(gòu)

第二種是數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠，在自己生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)中嵌入PC機的主板，這種嵌入式結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)的是生產(chǎn)廠的整體結(jié)構(gòu)特點，使用生產(chǎn)廠的專用總線或混合總線結(jié)構(gòu)，如圖3所示。