开放式数控系统与标准化.pdfVIP

第 1O卷第 9期 计算机集成制造系统 Vo1．10No．9 2004年 9月 ComputerIntegratedManufacturingSystems Sep．2004 文章编号 ：1006—5911(2004)09—1134—05 开放式数控系统与标准化 梁宏斌，王永章，李 霞 (哈尔滨工业大学 机械制造及 自动化系，黑龙江 哈尔滨 150001) 摘 要 ：为 了适应全球化竞争引发的市场的迅速变化，快速构建并重构制造系统，开放式数控系统应运而生。 开放式数控系统必须遵循一系列 的国际标准或行业事实标准，没有全面的国际标准就不可能有真正的开放式数控 系统 。概括了开放式数控系统 的结构及其接El。外部接El主要是数控系统与企业管理 网的接El、与伺服系统的接 El、与 I／O设备的接El，以及与数控加工程序的接El；内部接El主要是系统的组件之间交换信息的接 El，即应用程 序接El。阐述了对应于上述各类接El的标准和协议 的具体内容，比较了 SERCOS，MACRO和 Fjreware三种标准 的主要特性 ，分析了接 口标准的应用现状及发展趋势。研究结果表 明，数字式接 口将很快取代模拟接 口，而 SER— COS协议将成为数字伺服接 口的发展方 向。 关键词：开放结构；数控系统；标准；接 口 中图分类号 ：TP273．5 文献标识码 ：A 内部模块与模块之间的相互通讯 ，以及数控系统与 0 引言 外界(如与伺服系统)的信息传递都是通过相应的接 制造商为了在激烈的市场竞争环境下得以生 口实现的。只有接 口符合国际标准或行业事实标 存 ，就必须快速地对这些变化做出反应_l】]。模块化 、 准 ，多个厂商的产品才能协调地组合在一起，从而满 可重构的开放式数控系统适应了这种制造环境，因 足可互换、可扩展、可移植和互操作等开放性要求。 而从 2O世纪9O年代起 ，开放式数控系统就已经成 因此，真正的开放式数控系统，其接 口必须符合标 为世界制造领域的研究热点。 准 。 制约开放式数控系统实现的因素很多，其 中很 数控系统的接 口可分为两组——外部接 口和内 主要 的一个 问题就是标准化。美国的可重构制造系 部接 口_l3]，如图 1所示。 统工程研究中心 曾于 1999年举办了一个专家研讨 1．1 外部接 口 会，与会人员是机床厂商、数控系统厂商和用户中的 外部接 口包括数控系统与企业管理 网的接 口、 各领域专家，在讨论开放式数控系统今后 的研究方 与伺服系统及 I／O设备的接 口，以及与数控 (Nu— 向时，很多人的回答是：“建立所有数控系统厂商都 mericalControl，NC)加工程序的接 口。目前 ，各种 支持的 通‘用结构 ”’，“没有什么需要研究的，只需要 外部接 口都有相应 的国际标准或行业标准 ，如 NC 建立一系列标准”_l2]。由此可见，标准化工作在开放 程序接 口标准有 ISO6983和 STEP—NC；与伺服系 式数控系统研究中的重要作用。 统接 口的标 准有 +／一1OV模 拟 电压 ，SERCOS， 1 开放式数控系统的结构及其接 口综述 MACR0和 FireWire等；与 I／O设备的接 口标准有