(整理)开放式数控系统
PMAC可编程多轴控制器简介
PMAC 可编程多轴控制器简介PMAC 是可编程多轴控制器(Programmable Multi-Axis Controller)的简称，是美国Delta Tau 公司生产的功能强大的运动控制器，PMAC 是目前世界上功能最强的运动控制器之一，是当前开放式数控系统控制器的突出代表。
图3.3为PMAC 的硬件原理和接口图[22]。
PMAC 是一台具有独立内存、独立运算操作能力的计算机[23]，它采用Motorola 的DSP56001作为CPU ，它可以通过存储在自己内部的程序进行单独的操作；它还是一台实时的、多任务的计算机，能自动对任务进行优先等级判别，先执行优先级高的任务。
PMAC 既可以独立工作亦可按主机的命令进行工作，它和主机的通讯可以通过串行口也可以通过总线进行，通过总线通讯时，还可以将中断信号引入主机，从而实现非常灵活有效的控制系统。
PMAC 最多可以控制8个轴同时运动，在对伺服数据的处理能力、轴特性及输入信号带宽方面，PMAC 控制器由于采用专门的模块化结构，编码输入的串行处理速度是大多数控制器的10到15倍，SUBAT(Servo Update/Block/Algorithm Term 伺服更新率/块执行速率/伺服算法的项数)是非DSP 控制器的几十倍；它还可从高分辨率编码器件接收低插补位的5位并行数据；可得到320MHz 的有效输入带宽；其DAC 输出分辨率高达16/18位；PMAC 在实际的运动之前，先进行预运算，将不同的运动轨迹按某种模式(如：PMAC 具有内置PLC ，可以在后台同时运行32个异步PLC 程序，同时PMAC 提供了非专用的数字输入/输出口，利用这些I/O 口可以完成机床的逻辑控制，控制面板的操作、位置反馈、手轮及主轴的操作等。
变频器在印染设备多电机同步调速中的应用发表于 2007-7-1 18:56:58 变频器在印染设备多电机同步调速中的应用摘要: 本文概述了变频器在印染设备多电机同步调速中的应用，从通用变频器到伺服变频器，包括有松紧架和无松紧架以及卷绕驱动。
基于Windows环境的开放式视觉定位数控系统
根据国内外 数控 技术的发展现状， 过分析市场需求及机 通
不会对主要受压元件产生不利影 响 ，保 留了普通换热器的结构 体 、 列管的塑性变形 损失 三方 面引起 ， 使实际预应力小于理论预 形式 ， 使得换热器 的可靠性大为提高 ， 寿命得到延长。本文结合 应力 。为 了克服这种不 良影响 ， 需要增加预应力大小 。 计算机技术和当前 的制造方法 ， 提出的制造方法简便实用 ， 必将 参考文献 获得广 泛的应用 。但该方法在应用 中还存在以下问题需 要进一 １ 王维慧 ， 胡光忠等． 基于 Ｃ Ｍ Ｓ Ｒ Ｓ固定管板式换热器应力分析 Ｏ Ｏ ＷＯ Ｋ
步研究 和完善 ：
方法［． Ｊ压力容器 ，０ ６ ２ （） １ ２ ． 】 ２ ０ ，３９： ～ ４ ２
王锦勇． 预应力列管式换热器及其制造技术［． Ｊ化工施工技术 ， 】 （） １计算 预应 力大小值 的研究 ， 尽管 计算机有 限元仿真 方 ２公维生 ，
中 图分类 号 ： Ｐ １． 文献标 识码 ： Ｔ ３６ ７ Ａ
当今社会 ， 制造业发展异 常迅速 ， 传统的 Ｃ Ｃ系统的不足 颜 色等 的判别 。 Ｎ 这样 ， 就把计算 机的快速性 、 可重复性 ， 与人 眼视 日趋 明显 ， 主要体 现在 ： 专业 性强 ， 软件移植性差通讯 能力差等 觉 的高度智 能化 和抽象能力相结合 ， 实现高精度快速定位 。 目前 方面 。 了适应现代制造业 的发展 ， 为 开放式数控 系统 的出现是势 很 多半导体行业在应用 了开放式视觉定位数控系统 ，如管芯键 在必然 。 开放 式数控 系统的出现 ， 多行业特别是半导体行业需 合机 、 很 电路板印刷机 、 点胶机等 。 要对定位的高精 度和高速度提 出了更高 的要求 ，通 常定 位这种 带有高度重复性 和智 能性 的工作只能 由人眼来完成 ，但是 微小 尺寸的精确快速测量 ， 形状匹配 ， 用人眼根本无法 连续稳定 地进 行， 其它物理量传感 器也 难有用武之地 。于是考虑用 Ｃ Ｄ照相 Ｃ 机把图像抓取到 ， 送入计算机或专用 的图像处理模块 ， 通过数字 化 处理 ， 根据像素分 布和亮度 、 颜色等信息 ， 来进行 尺寸 、 形状 、
开放式数控技术的教学研究
数控 技术 是一 门综 合性 很强 的学 科 。在 传统 的教 学过程中， 由于数 控 系 统 的封 闭性 ， 备 数 量有 限 ， 设 每 个 学 生独 立 的实 际操 作 机会 很 少 。 验 的数 量 和 质量 实
受到 极大 限制 。 无法 根 据社 会 的需 求 来 培养 人 才 。本 文为学 生 营 造一 个 开放 式数 控 实 验教 学 平 台 ， 生便 学
插补 原理 、控 制 原理 、步 进 电机与 伺 服 电机 的工作 原 理 、 轴变频 与 调速 原理 。 动轨迹 设 计方 法 和数控 机 主 运 床 各部 分结 构等 方 面 的知 识 。 （） ５ 数控 机 床编 程 与操作 模块 ： 主要包 括数 控机 床 编 程 的基本 知识 、 控加 工 的工艺 分析 与处 理 、 数 数值 计
通 过 对上 述 数 控 技 术人 才 知 识结 构 平 台的分 析 ． 便 可构 建柔性 实 验教 学硬 件结构 平 台 ， 图２ 见 。
圈１ 数 控 技 术 人 才 知 识结 构 平 台框 图
结构 平 台中各模 块 的作 用 ： （） 化 基 础 知 识 模 块 ： １文 主要 是 培 养 数 控 人 才 的 文化基 本 素质 。这 是学 好 专业 文化 知识 和技 能形成 的 基础 ， 也是 个人 提 升层次 、 岗 、 岗 的基础 。 转 变 （ ） 械 制造 技 术 模 块 ： ２机 主要 是 学 习 数 控 专 业 的 基础 知识 。它包 括 金 属材 料 与热 处 理 、 削 原 理及 刀 切 具、 机制 工艺 等方 面 的知识 。 （） ３ 电气 控 制 技 术 模 块 ： 要 包 括 电 气 控 制 的基 主
建 立一 个 可 反 复 重 构 的 积 木 式 秉性 实验 教 学 平 台 。并 从 硬 件 和 软 件 两方 面 来论 述 柔 性 实验教 学 。
开放式数控弯管机控制系统的设计与开发
开放式数控弯管机控制系统的设计与开发熊建桥;熊晓松;李雪;蒋荣;闫华【摘要】提出了一种适用于数控弯管机控制系统的开放式系统,给出了系统的硬件构成以及控制系统软件的设计方法,最后以实际应用举例说明这种设计的正确性和适用性.实践证明这是一种结构简单、功能实用、性价比较高的开放式数控弯管机控制系统.%An open control system of the CNC pipe bending machine control system was put forward, the system's hardware configuration and control system's software design methods of this open CNC pipe bending machine control system were given. Finally, the validity and applicability of this design were illustrated by practical application examples. The results show that it is a open CNC pipe bending machine control system with simple structure, practical function and relatively higher cost performance.【期刊名称】《制造技术与机床》【年(卷),期】2011(000)008【总页数】3页(P84-86)【关键词】弯管机;数控系统;开放式系统【作者】熊建桥;熊晓松;李雪;蒋荣;闫华【作者单位】南京工程学院机械工程学院,江苏南京211167;武汉科技大学城市学院,湖北武汉430083;南京工程学院机械工程学院,江苏南京211167;南京工程学院机械工程学院,江苏南京211167;南京工程学院机械工程学院,江苏南京211167【正文语种】中文【中图分类】TG335现在，在汽车、家电、农业机械、工程机械、金属结构、石油化工、航天航空、家具等行业，将金属管材直接弯曲加工成适用零件的应用越来越普遍，传统加工方法是用手动加机械模具的方法来加工，管材弯曲成形性能主要与材料的特性参数、截面参数、加工润滑条件有关［1］，还与弯曲加工方法有关。
数控机床的十大数控系统
数控机床的十大数控系统
数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。
今天小编就给大家介绍下数控机床的十大数控系统，大家一起来看看吧。
1、日本FANUC数控系统
日本发那科GS(FANUC)是当今世界上数控系统科研、设计、制造、销售实力最强大的企业，总人数4549人(2005年9月数字)，科研设计人员1500人。
(1)高可靠性的PowerMate 0系列用于控制2轴的小型车床，取代步进电动机的伺服系统;可配画面清晰、操作方便、中文显示的
CRT/MDI，也可配性能/价格比高的DPL/MDI。
(2)普及型CNC 0-D系列0-TD用于车床，0-MD用于铣床及小型加工中心，0-GCD用于圆柱磨床，0-GSD用于平面磨床，0-PD用于冲床。
(3)全功能型的0-C系列0-TC用于通用车床、自动车床，0-MC 用于铣床、钻床、加工中心，0-GCC用于内、外圆磨床，0-GSC用于平面磨床，0-TTC用于双刀架4轴车床。
(4)高性能/价格比的0i系列整体软件功能包，高速、高精度加工，并具有网络功能。
0i-MB/MA用于加工中心和铣床，4轴4联动;0i-TB/TA用于车床，4轴2联动;0i-mateMA用于铣床，3轴3联动;0i-mateTA用于车床，2轴2联动。
(5)具有网络功能的超小型、超薄型CNC 16i/18i/21i系列控制单元与LCD集成于一体，具有网络功能，超高速串行数据通讯。
其中FSl6i-MB的插补、位置检测和伺服控制以纳米为单位。
16i最大可控8轴，6轴联动;18i最大可控6轴，4轴联动;21i最大可控4轴，4轴联。
数控机床的十大数控系统
数控机床的十大数控系统数控机床的十大数控系统数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。
今天店铺就给大家介绍下数控机床的十大数控系统，大家一起来看看吧。
1、日本FANUC数控系统日本发那科公司(FANUC)是当今世界上数控系统科研、设计、制造、销售实力最强大的企业，总人数4549人(2005年9月数字)，科研设计人员1500人。
(1)高可靠性的PowerMate 0系列用于控制2轴的小型车床，取代步进电动机的伺服系统;可配画面清晰、操作方便、中文显示的CRT/MDI，也可配性能/价格比高的DPL/MDI。
(2)普及型CNC 0-D系列 0-TD用于车床，0-MD用于铣床及小型加工中心，0-GCD用于圆柱磨床，0-GSD用于平面磨床，0-PD用于冲床。
(3)全功能型的0-C系列 0-TC用于通用车床、自动车床，0-MC用于铣床、钻床、加工中心，0-GCC用于内、外圆磨床，0-GSC用于平面磨床，0-TTC用于双刀架4轴车床。
(4)高性能/价格比的0i系列整体软件功能包，高速、高精度加工，并具有网络功能。
0i-MB/MA用于加工中心和铣床，4轴4联动;0i-TB/TA用于车床，4轴2联动;0i-mateMA用于铣床，3轴3联动;0i-mateTA用于车床，2轴2联动。
(5)具有网络功能的超小型、超薄型CNC 16i/18i/21i系列控制单元与LCD集成于一体，具有网络功能，超高速串行数据通讯。
其中FSl6i-MB的插补、位置检测和伺服控制以纳米为单位。
16i最大可控8轴，6轴联动;18i最大可控6轴，4轴联动;21i最大可控4轴，4轴联动。
除此之外，还有实现机床个性化的CNCl6/18/160/180系列。
2、德国西门子数控系统西门子是全球电子电气工程领域的领先企业，主要业务集中在工业、能源、医疗、基础设施与城市四大业务领域。
140年来，西门子以其创新的技术、卓越的解决方案和产品坚持不懈地与中国开展全面合作，并以不断的创新、出众的品质和令人信赖的可靠性得到广泛认可。
基于PC的开放式软件数控系统的设计
基 于 Ｐ 的开放 式软 件 数 控 系统 的设 计 Ｃ
刘 勇 ，杨 林 ，张 瑞 临
（ 阳工业大学，辽宁 沈 阳 １０２） 沈 １０ ３
摘 要 ： 计 了基 于 Ｐ 的 开 放 式 数 控 系 统 ， 用 多 个 运 动 控 制 器 来 搭 建数 控 平 台 ， 现 了多 轴 多 通 道 的控 制 方 设 Ｃ 利 实 式 ，大 大 提高 了硬 件 、 软件 的灵 活性 及 开 放 性 。
１ 基于 Ｐ Ｃ的开放 式数控 系统 的特点
接方 式不 同 。 国 ＧＡＬ Ｌ卡是 利用 Ｐ Ｉ 美 Ｉ Ｃ 总线 与 Ｐ Ｃ相 连 ，而 ＧＯＯ ＧＯＬ卡则 利用 ＩＡ 总线 、 ＡＬ ＯＲ卡是 Ｓ Ｂ Ｄ 通 过 ＵＳ Ｂ数据 线与 Ｐ Ｃ构成 联 系 。每一 种运动控 制器 都 是 用各 自的连接 板连 接伺 服 电机 和驱 动器 。这样 就 构 建 了多 卡 多轴 的体 系结构 。
—— ］ 维普资讯 第 ４ （ 第 １ ７期 ） 期 总 ３
２０ ０ ６年 ８ 月
机 械 工 程 与 自 动 化
Ｍ ＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ Ｅ ＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭ ＡＴＩ ＯＮ
Ｎｏ ４ ．
Ａ ｕｇ．
文 章 编 号 ： ６ ２６ １ （ ０ ６ ０ — ０ ８ ０ １７ —４ ３ ２ ０ ） ４０ ３—２
控平台 ， 本数 控 系统 的硬 件结 构见 图 １ 从 图 １中 可以 。 看 出 ，有 三种 不 同的运 动控 制器 与 主机 相连 ，且其 连
基于 Ｐ Ｃ的开 放式 数控 系统 的机构 是 面 向软 件 配 置 的 ，可 以由用户 自行 定义 接 口和软 件平 台 ，不断 将 功能 集成 到控 制 系统 中 ，构 成 网络化 的制 造 环境 。
数控系统发展简史及趋势
数控系统发展简史及趋势1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。
它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。
6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。
从此，传统机床产生了质的变化。
近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。
1.1、数控（NC）阶段（1952～1970年）早期计算机的运算速度低，对当时的科学计算和数据处理影响还不大，但不能适应机床实时控制的要求。
人们不得不采用数字逻辑电路"搭"成一台机床专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控（HARD-WIRED NC），简称为数控（NC）。
随着元器件的发展，这个阶段历经了三代，即1952年的第一代--电子管；1959年的第二代--晶体管；1965年的第三代--小规模集成电路。
1.2、计算机数控（CNC）阶段（1970年～现在）到1970年，通用小型计算机业已出现并成批生产。
于是将它移植过来作为数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控（CNC）阶段（把计算机前面应有的"通用"两个字省略了）。
到1971年，美国INTEL公司在世界上第一次将计算机的两个最核心的部件--运算器和控制器，采用大规模集成电路技术集成在一块芯片上，称之为微处理器（MICROPROCESSOR），又可称为中央处理单元（简称CPU）。
到1974年微处理器被应用于数控系统。
这是因为小型计算机功能太强，控制一台机床能力有富裕（故当时曾用于控制多台机床，称之为群控），不如采用微处理器经济合理。
而且当时的小型机可靠性也不理想。
早期的微处理器速度和功能虽还不够高，但可以通过多处理器结构来解决。
由于微处理器是通用计算机的核心部件，故仍称为计算机数控。
到了1990年，PC机（个人计算机，国内习惯称微机）的性能已发展到很高的阶段，可以满足作为数控系统核心部件的要求。
基于UML的一种开放式数控软件系统建模与界面实现研究
本 文在对上 海 电气 中央研究 院三轴 铣 削数控 系统 需求 分 析 的基 础 上 ， 合 固 高 （ 司 ） 动 控制 器 Ｇ 结 公 运 Ｅ
一
法， 它定 义 了建模语 言 的文法 ， 并通过 元模 型对语 言 中 的基本概 念 、 语和 表 示 方法 给 出 了统 一 的 较 为严 格 术 的定义 和说 明以及 这些 概 念 的 准确 含 义 ， 充分 体 现 了
维普资设计与研究 蛳 ｄ ｈ
基 于 ＵＭＬ的一 种 开放 式 数 控 软 件 系统 建模 与 界 面 实 现研 究
时 兵① 金 烨① 程 松②
（ 上海 交通 大学机 械 与动力 工程 学院 ， ① 上海 ２０４ ； ０２０ ② 上海 电气集 团股 份有 限公 司 中央研 究院 ， 海 ２０２ ） 上 ００ ３
面 向对象 技术 的封装 、 承 与多 态 等特 点 。Ｕ 继 ＭＬ在 融
３ ０ Ｖ的功能 实现 ， 出 了一 种适 用 Ｎ ０Ｓ 提 Ｃ嵌 入 Ｐ Ｃ型
的开放式 数控软 件 系统框架模 型 。采用 统一 建模语 言 Ｕ ＭＬ来描 述系统 的功能需求 、 总体 设 计 、 块 设 计 等 ， 模 并建立 了各 种功 能视 图 ， 效地 对 开 放 式数 控 软 件 系 有 统进行 了建模 ， 通过 面 向对 象编程 语言 Ｖ 并 Ｃ＋ ＋ 现 实
Ｍｏ ｅｉｇ ａ ｄ Ｉｔ ｒ ｃ ａｉａ ｉｎ ｏ ｎ Ｏｐ ｎｎ ｆ ｒ ｓｅ Ｂ ｓ ｄ ｏ ｄ ｌ ｎ ｎ ｅｆ ｅ Ｒｅ ｌ ｔ ｆａ ｅ ｉｇ ＮＣ Ｓｏｔ ｎ ａ ｚ ｏ ｗａ ｅ Ｓｙ ｔ ｍ ａ ｅ ｎ ＵＭＬ
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数控技术的发展史
数控技术的发展史1946年诞生了世界上第一台电子计算机，6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。
从此，传统机床产生了质的变化.1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制飞机螺旋桨叶片轮廓样板的加工设备。
由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出计算机控制机床的设想。
1949年，该公司在美国麻省理工学院伺服机构研究室的协助下，开始数控机床研究，并于1952年试制成功第一台由大型立式仿形铣床改装而成的三坐标数控铣床，不久即开始正式生产，于1957年正式投入使用。
这是制造技术发展过程中的一个重大突破，标志着制造领域中数控加工时代的开始。
数控加工是现代制造技术的基础，这一发明对于制造行业而言，具有划时代的意义和深远的影响。
世界上主要工业发达国家都十分重视数控加工技术的研究和发展。
经过几十年的发展，目前的数控机床已实现了计算机控制并在工业界得到广泛应用，在模具制造行业的应用尤为普及。
针对车削、铣削、磨削、钻削和刨削等金属切削加工工艺及电加工、激光加工等特种加工工艺的需求，开发了各种门类的数控加工机床。
数控机床种类繁多，一般将数控机床分为16大类：数控车床(含有铣削功能的车削中心)，数控铣床(含铣削中心) ，数控铿床，以铣程削为主的加工中心，数控磨床(含磨削中心) ，数控钻床(含钻削中心) ，数控拉床，数控刨床，数控切断机床，数控齿轮加工机床，数控激光加工机床，数控电火花线切割机床，数控电火花成型机床(含电加工中心)，数控板村成型加工机床，数控管料成型加工机床，其他数控机床。
如今的数控技术发展趋势有以下几个方面：1 高速、高精度、高效、高可靠性。
要提高加工效率，首先必须提高切削速度和进给速度，同时，还要缩短加工时间；要确保加工质量，必须提高机床部件运动轨迹的精度，而可靠性则是上述目标的基本保证。
为此，必须要有高性能的数控装置作保证。
2 柔性化、集成化。
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摘要随着现代制造业的快速发展，传统数控系统兼容性差、功能不易扩展、人机界面不灵活等缺点日益显现，数控系统的开放化已成为数控技术的主流。
开放式数控系统的研究目的是开发一种模块化、可重构、可扩充的控制系统结构，以增强数控系统的功能柔性，在体系结构上给用户二次开发留有更多的余地，从而快速地响应新的加工需求。
本文阐述了数控技术的发展过程，介绍了国内外开放式数控系统的发展现状和发展趋势，指出研究和开发开放式数控系统的必要性。
在分析目前应用比较广泛的OSACA 开放式体系结构的基础上，建立了基于PC+运动控制器的开放式数控系统的软硬件结构，并重点介绍了系统软件的构成与实现。
系统软件设计采用模块化结构，如：总体调度模块、参数模块、软PLC模块、NC模块，客户界面模块等。
各个模块之间通过标准的接口协调工作，共同完成数控系统的功能。
该系统是一个能够同时完成程序译码、插补运算、系统管理、伺服控制等任务的控制系统，具备了一般商用数控系统的通用功能。
如果需要对系统的功能进行调整，只需要增减功能模块即可，体现出了系统开放性、灵活性的特点。
最后以系统研究为背景，将开发出的数控系统应用在铣床数控化改造中。
实践证明，以工控机和运动控制器为控制系统的核心控制器，不仅可以大大的简化系统的开发周期，实现资源的合理配置，而且，系统开发者和机床用户可以将自己的特殊的加工工艺、管理经验和操作技能纳入控制系统形成自己的产品特色。
关键词：开放式数控系统，模块化结构，运动控制器Development and Research of Open CNC System with 8-AxisAbstractWith the rapid development of modern manufacturing, the weakness of traditional CNC system becomes apparent increasingly, such as compatibility, expandability and inflexible human-machine interfaces and so on. The research of Open CNC Systems is becoming one of the most important directions of CNC technology. The purpose of studying Open CNC System is to build a modular, reconfigurable and expandable control system. So the functional flexibility of the CNC system can be improved, the systems are enabled to be re-developed. And some new demands of the producing can also be responded quickly.Through the discussing of the different courses of the NC technology and the introduction of the status of research in the Open CNC System field, the need of researching and exploiting open CNC system is brought forward. The hardware and software configuration of CNC system based on PC + Motion Controller are build with analyzing the most popular open CNC architecture——OSACA. Then that how to build the software is mainly discussed. Modularization is the idea of the software’s project, such as Main interface module、parameter module、soft-PLC module、NC module、HMI module in the paper. These function modules with standard interfaces will work coordinately. The CNC system discussed by this paper is a real time and multi-task control system.It can deal with coding interpretation, interpolation, system management and servo control simultaneity. It has the function of general commercial CNC system. The function modules can be added or deleted if some adjustments want be done to the system, which shows the opening and flexibility of the system.The CNC system is used in the numerical renovation of Milling Machine in order to research the system. Not only the CNC system based on PC and Motion Controller shortens the exploitive cycle, achieving resource rational configuration, but also the CNC developer and customer can bring their technologies, experiences and skills into the open CNC system.Key Words：Open CNC System，Modularization Architecture，Motion Controller目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 数控系统的发展概况 (1)1.2 开放式数控系统概述 (2)1.2.1 开放式数控系统的定义 (2)1.2.2 开放式数控系统的特点 (3)1.2.3 开放式数控系统的体系结构 (3)1.3 开放式数控系统的发展 (7)1.3.1 国外开放式数控系统的发展状况 (7)1.3.2 国内开放式数控系统的发展状况 (9)1.4 课题的产生及意义 (10)1.5 课题的研究方法和内容 (11)2 数控系统的总体设计 (12)2.1 系统的设计目标 (12)2.2 数控系统硬件结构设计 (12)2.2.1 系统硬件的总体设计及实现 (12)2.2.2 工控机的选型 (14)2.2.3 运动控制器的选型 (15)2.3 数控系统软件结构设计 (15)2.3.1 系统软件的总体设计 (15)2.3.2 系统中各模块的功能概述 (16)2.3.3 系统中各模块的关系 (17)3 参数模块设计 (19)3.1 参数模块的设计要求 (19)3.2 参数模块的结构 (19)3.3 参数设置模块的拓扑结构 (20)3.4 参数设置模块的功能细分 (21)3.5 参数设置模块的实现 (22)4 软PLC模块的设计 (25)4.1 软PLC技术及特点 (25)4.2 软PLC模块的组成及工作流程 (25)4.3 软PLC模块的变量设计 (27)4.4 软PLC模块控制程序的设计 (30)4.5 软PLC模块解释程序的设计 (35)5 NC模块的设计 (40)5.1 NC模块的功能描述 (40)5.2 NC模块的程序流程 (40)5.3 NC模块解释程序设计 (42)5.3.1 数控加工程序的结构与格式 (42)5.3.2 解释程序的实现 (43)5.4 NC模块运动执行程序设计 (47)5.5 实时多任务的实现 (49)5.5.1 系统线程的总体设计 (50)5.5.2 系统线程的具体实现 (51)6 客户界面模块的设计 (53)7 结论 (60)参考文献 (61)在学研究成果 (64)致谢 (65)1 绪论1.1 数控系统的发展概况数控技术集传统的机械制造技术、计算机技术、信息处理技术、网络通讯技术、成组技术、现代控制技术、传感检测技术、微电子技术、液压气动技术、光机电技术于一体，是现代制造技术的基础[1]。
大力发展以数控技术为核心的先进制造技术，已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位重要途径[2]。
自从1952年麻省理工学院研制出世界上第一台三坐标数控铣床以来，数控系统的发展已经经历了八代，大致上可以分为四个发展阶段[3-5]：(1) 硬件数控阶段早期计算机的运算速度低，远不能适应机床实时控制的要求，人们不得不采用数字逻辑电路搭建一台专用计算机作为数控装置，被称为硬件连接数控，简称数控(NC)。
世界上第一台数控铣床的数控装置是采用电子管、继电器和模拟电路构成的试验样机，通称为第一代数控；1959年，晶体管取代了笨重的电子管，缩小了体积，使得工业应用成为了可能，诞生了第二代数控系统；1965年出现了小规模集成电路构成的NC，体积更小，功率更低，提高了可靠性，NC发展到第三代。
这一阶段的数控系统，各种控制功能均由硬件逻辑完成，称为“硬件”控制，其功能简单，灵活性差，设计周期长，系统可靠性低，因而限制了其进一步的发展和应用。
(2) 计算机数控系统的发展和完善阶段70年代初，大规模集成电路、半导体存储器、微处理器的问世，使得通用小型计算机逐渐普及，给数控技术带来了突破性的发展。
1970年在美国芝加哥数控博览会上，首次展出了以小型计算机为核心的计算机数控系统（CNC），标志着数控系统进入了计算机为主体的第四代。
至此，原来由硬件实现的功能逐步改为由软件完成，从此系统进入了“软连接”数控时代。
1974年，首次出现了采用微处理器芯片的软连接CNC系统，象征着数控系统进入了以微机为背景的时代。