数控技术及应用数案及讲癌 上部分：数控技术及编程 补偿脉冲当量进行分割，各分割点为目标补偿点。将补偿点的位置数据列成表存入计算 当运动部件移动经过补偿点时，补偿相应脉冲 在定位若为正外 进行减脉冲补 偿， 而在定位脉冲为负处进行加脉冲 ,经这样补偿后，坐标轴全长上定位误差不大 2个补偿脉冲当量，即士1个补偿脉冲当量。 第六节 基于PC的开放式数控系统 为了适应现代化生产系统进步和发展的要求，克服封闭式数控系统所暴露出来的弊 系统的重要基础。本节主要 介绍基于PC的开放式数控系统的特点、硬软件体系结构、 工作原理和典型实例 ·、开放式数控系统概述 (一)、开放式数控系统 1、开放式数控系统的提出 数控系统按体系结构可分为封闭式和开放式两类。传统数控系统采用封闭式的体系 结构，即便是计算机数控系统(CNC 其CNC装置也是采用专用计算机系统为基础 虽然选用高性能微处理器构成分布式处理结构，可以获得高性能（如多轴联动的高速高 精度控制)、强大补偿功能、图形功能、故障诊断功能以及通信功能等。但由于技术保 密和降低成本等原因，各数控系统生产厂商通常自己设计数控系统的硬件和软件体系结 构，不同厂离设计制浩的封闭式数控系统的软硬件榄快、馆程语言、人机界面都不相 同，世界各大数控 商在数控系统硬件结构、 等方面实施技术断、。 作 统 ,数据通信接口和通信协议 至技才 服 系统用户 对购买的数柱 系统进行功能扩展、系统维护以及升级换代，数控系统的维护、维修以及人员培训等全 部依赖于世界各大制造厂商。 虽然世界各大数控系统制造商的封闭式数控系统性能可靠、稳定，且目前仍然占据 制造业大部分市场。但随着计算机技术的不断进步，通用计算机硬软件的优势愈加明显 与分布式系统 述弊 和名 大数 造商的 垄断行为形成鲜明的 封照 计算机网络技术的发展，使计算机集成制造(CM)的实现形式从以大型计算机和 大规模数据库为中心的集中型，向一个人计算机为主的小型计算机相互联结、配置成网 络的分散型发展。这一变化不仅拥有技术上的优势，而且更符合实际生产的需要。此外 生立系练的开放也对数控系统提出“开放”的要求，在“分散网络化制告系统模型”下 以数控机床为代表的底层制造设备将成为网络中的 一个背占 ,要求数控系统能方便的接 并且能独立自主的完成 定的任务。具有这些特性的制造设备将分为 ”分散 络化制造系统模型”中的节点或模块。实现上述现代生产系统的目标，要求数控系统能 够与P℃兼容或至少能方便的连入网络：还要求数控系统能充分利用第三方的软件实现 CADCAM集成或其它功能。因此，现代生产系统的进步和发展也提出了制造设备开放 性的要求。 为了解决封闭式数控系统日益明显的弊 以适应生产系统进步和发展的要求 年来，西方各工业发达国家相继提出了向规范化、标准化的方向发展，采用开放式体系 结构数控系统的问题。著名的有美国1994年提出的下一代控制器(Next Generation Controller,.NGC)计划，欧洲和日本在20世纪90年代初提出自动控制系统的开放式结 构(Open System Architecture for Control within Automation Systems,OSACA)计划和控制 器开放系统环境(Open S stem Environment for Controller,OSEC)计划等 2、开放式数控系统的主要优点 开放体系结构数控系统的本质特征是开放性，其含义是数控系统的开发可以在统 兰州交通大学机电工程学院数控技术及应用教案及讲稿 上部分：数控技术及编程 兰州交通大学机电工程学院 10 补偿脉冲当量进行分割，各分割点为目标补偿点。将补偿点的位置数据列成表存入计算 机，当运动部件移动经过补偿点时，补偿相应脉冲。在定位误差为正处，进行减脉冲补 偿，而在定位脉冲为负处进行加脉冲补偿。经这样补偿后，坐标轴全长上定位误差不大 于 2 个补偿脉冲当量，即士 1 个补偿脉冲当量。 第六节 基于PC的开放式数控系统 为了适应现代化生产系统进步和发展的要求，克服封闭式数控系统所暴露出来的弊 端，人们提出了数控系统开放化的要求。由于 PC 已经成为微型计算机的事实标准，其 开放的体系结构和丰富的软硬件资源，成为现代开放式数控系统的重要基础。本节主要 介绍基于 PC 的开放式数控系统的特点、硬软件体系结构、工作原理和典型实例。 一、开放式数控系统概述 （一）、开放式数控系统 1、开放式数控系统的提出 数控系统按体系结构可分为封闭式和开放式两类。传统数控系统采用封闭式的体系 结构，即便是计算机数控系统（CNC），其 CNC 装置也是采用专用计算机系统为基础。 虽然选用高性能微处理器构成分布式处理结构，可以获得高性能（如多轴联动的高速高 精度控制）、强大补偿功能、图形功能、故障诊断功能以及通信功能等。但由于技术保 密和降低成本等原因，各数控系统生产厂商通常自己设计数控系统的硬件和软件体系结 构，不同厂商设计制造的封闭式数控系统的软硬件模块、编程语言、人-机界面都不相 同，世界各大数控厂商在数控系统硬件结构、实时操作系统、数据通信接口和通信协议 等方面实施技术垄断、市场垄断、甚至技术服务垄断，数控系统用户无法对购买的数控 系统进行功能扩展、系统维护以及升级换代，数控系统的维护、维修以及人员培训等全 部依赖于世界各大制造厂商。 虽然世界各大数控系统制造商的封闭式数控系统性能可靠、稳定，且目前仍然占据 制造业大部分市场。但随着计算机技术的不断进步，通用计算机硬软件的优势愈加明显， 与分布式系统的上述弊端和各大数控制造商的垄断行为形成鲜明的对照。 计算机网络技术的发展，使计算机集成制造（CIM）的实现形式从以大型计算机和 大规模数据库为中心的集中型，向一个人计算机为主的小型计算机相互联结、配置成网 络的分散型发展。这一变化不仅拥有技术上的优势，而且更符合实际生产的需要。此外 生产系统的开放也对数控系统提出“开放”的要求，在“分散网络化制造系统模型”下， 以数控机床为代表的底层制造设备将成为网络中的一个节点，要求数控系统能方便的接 入网络，并且能独立自主的完成一定的任务。具有这些特性的制造设备将分为“分散网 络化制造系统模型”中的节点或模块。实现上述现代生产系统的目标，要求数控系统能 够与 PC 兼容或至少能方便的连入网络；还要求数控系统能充分利用第三方的软件实现 CAD/CAM 集成或其它功能。因此，现代生产系统的进步和发展也提出了制造设备开放 性的要求。 为了解决封闭式数控系统日益明显的弊端，以适应生产系统进步和发展的要求，近 年来，西方各工业发达国家相继提出了向规范化、标准化的方向发展，采用开放式体系 结构数控系统的问题。著名的有美国 1994 年提出的下一代控制器（Next Generation Controller, NGC）计划，欧洲和日本在 20 世纪 90 年代初提出自动控制系统的开放式结 构(Open System Architecture for Control within Automation Systems, OSACA)计划和控制 器开放系统环境(Open System Environment for Controller , OSEC) 计划等。 2、开放式数控系统的主要优点 开放体系结构数控系统的本质特征是开放性，其含义是数控系统的开发可以在统一