一插座

,采用并行电缆线输出。由 PC 机经 I/0 接口电路输出的步进脉冲信号 CP、方向电平信

号

MC、复位信号 RESET 经光电耦合送至相序分配专用芯片,产生三相六拍的时序脉冲和半

流信号

,又通过光电耦合和电压比较器组成的整形电路整形得到标准的矩形波,送至功放级放

大

,推动步迸电机运行。 

　　

(2) NC 嵌入 PC 型开放式数控系统。NC 嵌入 PC 型开放式数控系统由 Pc 机和运动控制

卡构成

,这种运动控制卡用高速 DSP(数字信号处理器)或者其他性能比较好的芯片如英国的

ARM 作为 CPU。用户只需在 Windows 平台下利用它开放的函数库就可以自行开发所需的控
制系统

,这样构造的数控系统只需根据被控制的对象要求,在 Windows 环境下设计符合用户

操作的人机界面和功能

,就可达到运动控制的目的。 

　　

(3) 软件 CNC。软件 CNC 可以理解为用 PC 的概念和手段实现 CNC 的功能。这种 CNC

装置的主体是

PC 机,充分利用 PC 机不断提高的计算速度、不断扩大的存储量和性能不断优

化的操作系统

,实现机床控制中的运动轨迹控制和开关量的逻辑控制。软件化数控系统把运

动控制器以应用软件的形式实现

,除了支持数控上层软件的用户定制外,其更深入的开放性还

体现在支持运动控制策略的用户定制。

 

　　

2、 基于 PC 的开放式数控系统的体系结构 

　　开放式体系结构数控系统的参考模型是一个分层结构

,同时也是模块化的,每一层都是一

个模块。最低层的是数控机床系统的硬件平台

,它包括机床本身,X,Y,Z,C 轴驱动器、各种继电

器、伺服电机等。再上一层是控制器硬件平台

,它是一个计算机系统,一般采用通用的 Pc 机硬

件结构

,还应提供与枫床底层的接口,如数字 I/O、可编程控制器(PLC)、运动控制卡等。这两层

是硬件层。

 

　　软件的最低层是操作系统

,采用 Windows 2003。这些操作系统提供良好的图形用户接口

(GUI)、应用程序接口(API)库、多任务机制。再上一层是 CNC 应用软件,CNC 软件的内部结构
也是模块化的。它的核心是模块化

,由它来负责整个系统的谐调、高效运作。方便的用户人机

界面

,代码处理模块对 NC 程序进行解释和预处理,产生相应的数据结构交给插补运算模块或

过程、逻辑控制模块执行

,结果通过设备驱动程序(WDM)操作相应的硬件。过程逻辑控制主要

处理过程控制、各种开关量、机床状态等。设备管理等进行检测、监控。外部接口模块提供
CAD/CAM 接口、MIS 系统接口、专家系统接口、数据库系统接口等。它应提供两种形式的连
接

:一是网络,通过客户机/服务器(CIS)的形式与远程的 CAD/CAM 系统、MIS 系统等交换数

据

;二是和本地机上的其他应用程序间交换数据。接口功能将有利于 CNC 系统和其它系统的

连接和集成。

 

　　这个参考模型充分体现了开放性原则

,由于分层次、模块化的结构,各个层次间采用标准

接口

,从而使每一模块都能实现互换,可以由不同的厂商来生产,组合起来就是一个高性能性

价比的系统。由于

PC 机的开放性,使控制器硬件和操作系统达到最大限度的互换。而且,CNC

系统提供的各种接口允许外部程序获得其所有内部信息。

 

　　

3 、结语 

　　本文结合当今

CNC 系统发展的新进展,对 CNC 系统的体系结构特点进行了分析,讨论了

CNC 系统体系结构开放化的基本概念和实行开放的途径,并在需求分析的基础上提出了开放
体系

CNC 系统的设计原则和概念模型,最后对数控体系结构的设计做了比较全面的分析。 

　　

 

　　参考文献

: 

　　

[1] 董靖川, 王太勇, 徐跃. 基于数控流水线技术的开放式数控系统[J]. 计算机集成制造系

统

, 2009, 15(6). 

　　

[2] 尚雅层, 雷兵丰. 开放数控系统模型的建立及实现[J]. 电子技术应用, 2007, 33(3).