一种柔性、开放式数控实验系统的研制

大的关 注 。经过 “ 九五 ” 国家科 技攻 关与 “ ６ ” 控 ８３ 数 产业 化项 目． 成 了数 控 车 床 和加 工 中心 （ 括数 形 包
（ ＭＡ ， Ｐ Ｃ） 我们 可 以此 为核 心来 构 建 具 有 柔性 和开
放 性 的数控 系 统 。
控铣 床 ） 的产 业 化 生产 基 地 ， 生 产 的 普及 型 数 控 所 机 床 的 功能 、性 能 和 可靠 性 方 面 已具 有 较 强 的市 场 竞 争力 。但 在 中 、 档 数控 机 床 方 面 ， 国与 国 高 我 外 一 些先 进 产 品和 技术 发 展 趋 势对 比 ，仍 存 在较 大 差距 ， 大部 分 处 于技 术 跟 踪 阶段 。表 １以 ４ Ｏ号 刀 柄 的 中型加 工 中心 为例 ，列 出 国 内外 先 进 产 品
一
种 柔性 、 开放 式数控பைடு நூலகம்实验系统 的研制
赵 建 周 ｒ 韩 庆 妙 。
（ ． 中科 技 大 学控 制 科 学与 工程 系， ｉ ４ ０ ７ ；． 阳工 学 院 ， 南 安 阳 ４ ５ ０ ） １华 武 ５ ３ ０ ４ ２安 Ｌ 河 ５ ０ ０
摘 要 ：介 绍 了利 用 Ｐ Ｃ 多轴 运 动 控 制 器 构 建 一 个 柔 性 、 ＭＡ 开放 式 数 控 实验 装 置 所 需 要 的 硬 件 、 件 和 构 建 系统 的 方 软
金 属切 除率 ４ 钢 （ｍ３ｒｉ－ ２０３ Ｏ ５ ｃ ． ｎ ） Ｏ ～ Ｏ ａ
定位 精度 （ ／ ｍｍ ￣行 程 ） 重复 定位 精度／ ｍｍ ０ １ ０ １ ． ～． ６ ０ ０ ００ ５ Ｏ０ ８ ．Ｏ ～ ．０
平均 无故 障运行 时 间 ＭＴ ￣ ＢＦ ５ ０６ Ｏ Ｏ～ ０
化 转 变模 式 发 展 的需 要 。 由于封 闭式 的 数控 系统
不 能 及 时应 用 计算 机 技 术 发 展 的最 新 成 果 ，必 将 严 重 阻 碍数 控 技 术 的发 展 与 进 步 。近 年 出现 了功
能 强 大 、 具 有 开 放 性 和 柔 性 的 开 放 式 控 制 器
从上世纪 ８ ０年 代 起 ， 国机 床 制 造业 的发 展 我 虽 有 起伏 ，但 对数 控 技术 和数 控 机床 一直 给 予 较
＞ｌ０ ００
接 口进 行交 互 ． 持 平 等 的相 互 操 作 能力 。 协调 保 能 地工作 ： ２ 可移 植 性 ： 同应用 程序 模块 可在 不 同供应 ） 不 商 提 供 的 系统 平 台上 运 行 ：系 统平 台也 可 在不 同 类 型 、 同性 能的硬 件 平 台上 运 行 ： 不 ３ 开放 性 ： ） 提供 标 准 化 的基 础平 台和 接 口 ． 允 许 集成 不 同功 能和 不 同开发 商 的软硬 件模 块 ：
法 、 段 。基 于 Ｐ 手 ＭＡＣ 的 数 控 实验 系统基 本 可 满足 开放 性 的要 求 和 实 时控 制 部 件 的 参 数 化 设 置 ， 为 柔 性 数 控 系 统 的应 用 可
研 究提 供 一 个较 好 的 实验 平 台。 关键 词 ： ＭＡＣ； 放 式 ； Ｐ 开 实验 平 台
模 型 。不 同应 用 程序 模 块 通 过 标 准化 的应 用 程序
主轴最 高转速 ／ｍｉ。 ｒ ｎ ．
６０ Ｏ １００ １００～ ０ ０ ＯＯ～ ０ ００ ０Ｏ Ｏ４ Ｏ０
快速移 动速度／ ｍｉ ｍ． ｎ
２～ Ｏ ４ ３
６～ ０ Ｏ９ ４０ ６ ０ ０￣ ０
０ ０￣． ６ ． ４ ０ ０ ０ ０ ＯＯ ２ Ｏ０ ３ ． ～ ．０ ０
２１ ０ ０年 １ ２月
安 阳工 学 院学 报
Ｊ ｕｎ ｌｏ ｙ ｎ ｎｔ ｕｅｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｒａ ｆＡｎ ａ ｇＩｓｉ ｔ ｆＴ ｃ ｎ ｌｇ ｔ
Ｄｅ ．０ ０ ｃ２ １
第 ９卷 第 ６期 （ 总第 ４ ８期 ）
Ｖｏ． ． Ｇｅ ． ．８ １ Ｎｏ６（ ｎＮｏ４ ） ９
成为 先进制 造 技术 中 的一项 核心 技术 。
模 块 和软 件 ） 各 自为政 、 不兼 容 。这样 的数 控 系 ， 互
统． 虽然 结 构 简单 、 术 成 熟 ， 本 低 ， 以大批 量 技 成 可 生 产 、 售 。 却 很难 适 应 当今 国 际 国 内制 造业 市 销 但 场 的变 化与 竞 争 ，也 不 能 满 足 现代 制 造 业 向信 息
色：
主 要技 术 指标 ， 由此 可 以看 到效 率 、 度 和 可 靠性 精 等 方面 均有 明显差 距 。因此 更进 一 步 、 广发 地研 更
究数 控加 工技 术势 在必 行 。
表 １ 中型 加 工 中心 主 要 技 术 指 标 对 Ｅ
项 目 国 内 国 外
１ 互 操 作 性 ： 供 标 准化 的接 口 、 讯 和 交互 ） 提 通
何 为开 放式 数控 系 统 ？Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ的解 释是 ：开 放 “ 式 系 统具 有 这样 的功 能 ，它们 完 全 能 使 应用 程 序 在 不 同厂商 的各种 平 台上 运 行 ，能 支 持 与其 它 应
用 程 序 的交 互 操作 。” 以 ， 所 开放 式 数 控 系统 必 须 提 供 不 同应 用 程序 在 其 系 统平 台上 协 调 运行 的能 力 ：提供 面 向 功 能 的动 态 重构 工 具 和 二 次开 发 工 具 ：提 供 统 一 标 准 的 应 用 程 序 用 户 界 面 （ Ｐ — Ａ Ｉ Ａ ｐｉａ ｏ ｒｇａ ｔ ａｅ。 ｐ ｌ ｔ ｎＰｏｒｍ ｉ ｅ ｃ） ｃｉ ｎｒ ｆ 因此 ，开 放 式 数 控 系统 应 具 备 以 下 的性 能 特
中 图分 类 号 ： Ｐ ７ Ｔ ２
文 献标 识码 ： Ａ
文 章 编 号 ： ６ ３ ２ ２ （ ０ ０） ６ ０ ２ — ５ １７ — ９８ ２ １ Ｏ— Ｏ ７ ０
ｌ 引言 数控 机 床及 由数 控 机 床组 成 的柔 性 化制 造 系 统是 改 造传 统 机 械加 工 装 备产 业 、构 建数 字 化 企 业 的重要基 础 ． 的发展 一直 备 受关 注 。数 控机 床 它 以其 卓 越 的柔 性 自动 化性 能 、 异 而 稳 定 的精 度 、 优 灵 捷 而 多样 化 的功 能 引起 世 人 瞩 目，它开 创 了机 械产 品 向机 电一体 化 发 展 的先 河 ，因 此数 控 技 术