开放式数控系统实验指导书.docVIP

开放式数控系统实验指导书 一、 实验目的 1．通过本系统使学生了解开放式软数控系统的软硬件构成、特点及软数控功能模块的划分。 2．通过编制数控加工程序，对数控加工过程进行仿真，加深对数控系统基本原理的理解，了解并体会数控装置内部信息流的处理过程。 二 、实验内容 语法检查和译码功能演示。 刀具补偿功能演示。 加减速处理功能演示。 三 、 实验设备 开放式软数控系统。 四 实验原理------开放式软数控系统介绍 1．开放始数控系统的特征： 国际电气和电子工程师协会IEEE对开放式系统的定义为：An open system provides capabilities that enable properly implemented applications to run on a variety of platforms from multiple vendors,interoperate with other system applications and present a consistent style of interaction with the user.（具有下列特性的系统可称为开放系统：符合系统规范的应用可运行在多个销售商的不同平台上，可与其它系统的应用互操作，并且具有风格统一的用户交互界面。） 什么是开放式数控系统？目前尚未形成统一的定义，但一般认为开放式数控系统应该具有下列特征： （1）可互换性（interchangeability）:系统高度模块化，并且这些功能模块具有完全开放的标准接口。不同厂商的功能模块可相互替代，具有互换性。 （2）可移植性（portability）:这是指系统的计算平台无关性，源代码要最大限度地兼容多种计算平台。 （3）可伸缩性（scalability）:包括两重的含义：一方面是指一种系统可以运行在不同规模的计算平台上，另一方面是指其规模完全是可定制的，集成商可以根据控制对象（机床）的特性、加工条件或用户的要求，增减系统的功能模块或调节系统参数，实现控制目标。 （4）互操作性(interoperability)：主要包括系统内部标准部件之间的互操作性，不同系统之间的互操作性，系统和外部应用之间的互操作性。这不仅要求系统的各个功能部件具有开放的数据接口，而且要求系统的实现要完全遵循支持数据交换的软件规范，如面向网络、面向对象等。 （5）可扩展性 (expandability):可由用户或集成商扩展部分部件的功能，使系统具有增强的性能表现。 要实现数控系统的开放性，必须将其进行功能分解，形成独立的、可完成不同功能的模块，并且对各模块进行标准接口制定，使各模块之间仅通过标准接口通讯，协同完成数控功能。 2．软数控系统与其它非软数控系统的区别：数控系统是由软件和硬件共同组成的，在非软数控系统中，数控系统的运动控制功能是由专用NC或内嵌于PC机扩展槽的专用CNC卡来完成，如图1（a、b）所示；而在软数控系统 中，其CNC功能完全由运行在PC机CPU上的软件(称为SoftCNC)来完成， 如图1（c）所示。 由软件来实现系统的主要功能部件，这种实现形式的变革使得系统可以可方便、更广泛地应用计算机技术的先进成果，简化系统实现难度，缩短研发周期，有助于技术创新，有望大幅度提升数控系统的控制性能；而且软件化实现也大大增强了系统的可伸缩性和可调节性，促使系统实现完全开放成为可能。 3．本开放式软数控系统的硬件构成：包括工业PC机、SoftSERCANS通讯卡、交流数字伺服驱动器、带SERCOS接口的I/O模块、电机、。 由于本系统的CNC部分完全由软件模块实现，而且SoftCNC与伺服装置之间采用SERCOS通讯协议。 一方面，SERCOS协议是目前唯一称为国际标准的数字伺服通讯协议，符合SERCOS标准的伺服驱动器和I/O模块产品的生产厂家众多，用户可以进行选择和配置，以满足控制轴数、控制方式等要求。另一方面，SERCOS协议采用光纤通讯，传输速度高达16Mbaud，且具有极高的抗电 气干扰能力；它属于串口传输，与传统数控的并口传输相比，布线少，大大降低了安装和维修费用。因此就硬件而言，整个系统构成非常简洁，且具有互操作性、可伸缩性等开放特征。 3．本开放式软数控系统的硬件构成：包括工业PC机、SoftSERCANS通讯卡、交流数字伺服驱动器、带SERCOS接口的I/O模块、电机。 由于本系统的CNC部分完全由软件模块实现，而且SoftCNC与伺服装置之间采用SERCOS通讯协议。 一方面，SERCOS协议是目前唯一称为国际标准的数字伺服通讯协议，符合SERCOS标准的伺服驱动器和I/O模块产品的生 产厂家众多，用户