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數字控制機床開放式體系結構發展和技術未來發展趨勢

來源:云一數控 發布時間: 2020-04-22

{一}、數控機床向開放式體系結構發展
  20世紀90年代以來,由于計算機技術的飛速發展,推動數控技術更快的更新換代。世界上許多數控系統生產廠家利用PC機豐富的軟、硬件資源開發開放式體系結構的新一代數控系統。對于開放式體系結構,IEEE(電氣及電子工程師協會)定義為:能夠使各種應用合理地運行在來自多個供應商的不同平臺上,與其它應用系統有互操作性,提供一個一致的用戶接口。
  為了使開放式控制系統完全遵守IEEE定義,需要把它建立在“供應商中立結構”基礎上。歐洲的OSACA(自動化控制系統的開放式體系結構)、美國的OMAC(開放式模塊化控制器)和日本的JOP/05EC(控制器的開放式系統環境)等的發起者正在為這種體系結構制定規范和進行設計。在供應商中立的開放式控制器體系結構后面的核心思想是模塊化。模塊化是用來把復雜系統(包括硬件和軟件)分割成更小的可管理的單元,這些單元模塊的接口需要以無二義性的方法明確定義,以使來自不同供應商的模塊能夠組合在一起來完成一個規定的任務,模塊間的數據交換用開放的通信接口來處理?;谶@種結構的開放式控制系統具有可移植性、互操作性、互交換性、可擴展性、可比例換算、可重用性等優點。而且它使機器制造商能夠并敢于為他們專門的自動化設計優化選配組件,從而數控機床能在短的時間內實現創造性設計。
  對于具有高實時、高性能要求的開放式控制系統,特別重要和關鍵的接口是控制器和驅動器間的運動控制接口。
  SERCOS數字運動控制接口是當今僅有的供應商中立的開放式接口標準,它提供了高度實時性、高精度同步,并且具有配置和訪問多達400多個不同的驅動器參數的能力。SERCOS接口包含了在多供應商環境下確??刂破骷嫒菪院突ゲ僮餍运匦璧娜恳幎?。
  比較典型的如“NC嵌入PC”結構的開放式數控系統。它由開放體系結構運動控制卡和PC機共同構成。這種運動控制卡通常選用高速DSP作為CPU,具有很強的運動控制和PLC控制能力。它本身就是一個數控系統,可以單獨使用。它開放的函數庫供用戶在WINDOWS平臺下自行開發構造所需的控制系統。因而這種開放結構運動控制卡被廣泛應用于制造業自動化控制各個領域。如美國DeltaTau公司用PMAC多軸運動控制卡構造的PMAC-NC數控系統、日本MAZAK公司用三菱電機的MELDASMAGIC64構造的MAZATROL640CNC等。
  比較先進的如SOFT型開放式數控系統,這是一種比較新的開放體系結構的數控系統。它提供給用戶最大的選擇和靈活性,它的CNC軟件全部裝在計算機中,而硬件部分僅是計算機與伺服驅動和外部I/O之間的標準化通用接口。就像計算機中可以安裝各種品牌的聲卡和相應的驅動程序一樣。用戶可以在WINDOWSNT平臺上,利用開放的CNC內核,開發所需的各種功能,構成各種類型的高性能數控系統,與前者相比,SOFT型開放式數控系統具有最高的性能價格比,因而最有生命力。通過軟件智能替代復雜的硬件,正在成為當代數控系統發展的重要趨勢。其典型產品有美國MDSI公司的OpenCNC,德國PowerAutomation公司的PAB000NT等。
  {二}、數控機床技術未來發展趨勢
  1、性能逐步提升
  機械行業性能指標是通過精讀、速度和效率來體現,所以數控技術未來會在這些方面有更加顯著的提升,將多處理器作為控制系統的方法。與此同時要在提升機床動、靜態性能方面加強研究力度,提出合理、有效的改善措施,以滿足不同客戶在機床使用方面的需要。數控系統中的群控制系統逐漸向柔軟化轉型,對物料流及信息流進行調整,從而適應生產的各項流程,最大程度發揮群控制系統的性能,簡化加工程序,使數控技術的發展方向更加多?;?。
  2、趨向網絡化
  隨著社會進步和互聯網發展,各行各業都獲得巨大的發展空間和機遇,傳統工業也不例外,當前大多數加工流程已經將計算機技術加人其中,這為數控機床的發展創造諸多有利條件,并且可以實現診斷故障和遠程監控的功能。
  3、趨向智能化
  智能數控機床的實時控制在未來會實現模糊控制、專家控制、學習控制和自適應控制等功能,并且將編程、故障診斷和參數設定相關系統都加人到數控系統中,對機床在告訴運行時纏身的數據進行收集和檢測,保證機床能夠正常、高速、穩定運行,當出現故障能夠及時反饋,以便進行處理和解決,使數控機床的操控性大大提升。
  在科學技術快速發展的大背景下,我國必須在數控技術和科技上實現創新,擺脫傳統模式和觀念的束縛,將數控技術發展重點轉移到管理和營銷上,保證售后服務的質量,將可持續發展觀融入到未來數控技術的研究中,以發展新型數控系統作為探索目標,在對我國制造行業水平進行提升的同時,優化技術發展的模式,盡可能減小與發達國家數控技術之間的差異,將數控機床廣泛應用于機械工業中不僅能夠提高我國制造業的技術水平,更為我國未來發展提供動力?,F代制造業的蓬勃發展需要通過數控機床技術的進步和發展作為基礎條件,與此同時,制造業隨著數控機床技術的發展向高效、優質以及人性化的方向逐漸轉型。所以,未來因數控機床技術的發展和數控機床的廣泛應用,必將促使制造業迎來巨大的發展機遇,展開一場撼動傳統制造業模式的深刻革命。


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