基于Windows平台的开放式数控系统研究

基于PC的开放式数控系统研究的开题报告一、选题背景数控系统作为高端制造业中不可缺少的一环，随着工业4.0和智能制造的发展，其重要性越来越凸显。

而数控系统的开放性则是实现个性化、定制化生产的必要条件。

传统数控系统在软硬件技术上的限制使得其无法满足日益增长的生产需求。

因此，基于PC的开放式数控系统应运而生，该系统可以便捷地实现数控编程、控制和监视，同时可以与外部设备、软件、云端等进行连接，实现各种类型的数字化生产。

二、研究目的与意义本课题旨在研究基于PC的开放式数控系统的构建与应用，以满足个性化、定制化生产的要求。

具体目标包括：1.研究开放式数控系统的设计原理、功能结构和软、硬件实现技术，构建可复用的系统架构；2.探索数控编程的模型和规范，实现编程语言的标准化和自动化，提高编程效率；3.设计数控监视系统，实现对机床、工件等制造过程的实时监控，提高生产质量和效率；4.研究开放式数控系统与其他数字化制造系统的连接技术，实现数字化生产流程的无缝连接；5.应用开放式数控系统于零件的生产加工中，提高生产效率、降低生产成本。

本研究的意义在于：1. 推进数控系统的开放化，使其能够更好地适应日益多样化和个性化的生产需求；2. 促进数控编程和监视技术的发展，提高数字化生产的自动化和智能化水平；3. 推动数字化制造技术的进步，提高制造业的竞争力和产业价值。

三、研究内容和方法1. 系统架构设计。

通过研究现有的数控系统架构方案，结合实际需求，设计可复用、开放式的数控系统架构。

2. 数控编程模型与规范研究。

研究数控编程模型的描述方法，并设计数控编程规范，实现编程语言的标准化和自动化。

3. 数控监视系统设计。

研究机床监控和工件状态监测技术，设计可靠、实时的数控监视系统，实现对制造过程的全面监测。

4. 连接技术研究。

研究数字化制造系统间的连接技术，包括底层接口、通用协议和数据交换方式等，实现数字化生产流程的无缝连接。

5. 生产加工应用。

基于Windows的车床开放式数控系统研究与设计的开题报告一、选题背景与意义数控技术是制造业现代化的重要体现，其已广泛应用于机械加工领域。

车床作为机械加工中使用最为广泛的工具之一，同样需要采用数控技术。

在车床数控系统的设计中，常常需要考虑到成本、效率、灵活性等多个因素。

本项目旨在开发一种基于Windows的车床开放式数控系统，以提高车床数控技术的使用效率和灵活性，同时为企业降低成本提供可行方案。

该系统将应用于普通车床和CNC车床中，极大地提高车床的精度和生产率，具有重要的应用价值和推广意义。

二、研究方法本项目采用文献研究、模拟实验和软件开发等多种研究方法，具体包括以下方面：1. 车床开放式数控系统的研究：通过文献研究和模拟实验，对车床开放式数控系统进行深入探究，了解其工作原理、组成结构和特点等相关内容。

2. 车床数控系统的设计：通过软件开发，设计一个基于Windows系统的工业控制计算机（Industrial Personal Computer, IPC）软件，以实现对车床数控系统的控制和管理功能。

该软件将具有可视化操作界面、实时监测和数据分析等多种功能。

3. 车床数控系统的测试和调试：通过实际车床的测试，对开发的车床数控系统进行功能测试和调试，保证其正常运行和稳定。

三、预期成果1. 设计出一种基于Windows的车床开放式数控系统；2. 所设计的车床数控系统具有可视化操作界面、实时监测和数据分析等多种功能，适用范围广泛；3. 所设计的车床数控系统在实际生产中能够提高车床的精度、生产率和灵活性等方面的指标；4. 为车床数控技术发展提供有益的参考和借鉴。

基于Windows NT和Linux的开放式数控系统迟永琳;明良玉;吴祖育;蔡建国【期刊名称】《上海交通大学学报》【年(卷),期】2003(37)1【摘要】论述了一种新的开放式数控系统—— WLONCS( Windows NT and Linux based OpenNumerical Control System) .WLONCS把数控系统的功能实现抽象为一系列功能模块、把操作系统的任务实现表示为一组任务框架 .WLONCS 的任务模块是可独立运行的实现某种控制功能的程序模块 ,它是通过在任务框架中集成某些功能模块的功能而得到的 .一组相关的任务模块组合在一起可以构成一个具体的数控系统 .WLONCS可以产生基于 Windows NT+ RTX的数控系统和基于Linux+ RT【总页数】4页(P44-46)【关键词】开放式数控系统;体系结构;功能模块;任务模块;WindowsNT;Linux;数控机床【作者】迟永琳;明良玉;吴祖育;蔡建国【作者单位】上海交通大学机械与动力工程学院【正文语种】中文【中图分类】TG659;TP316.8【相关文献】1.基于Windows95/NT的开放式数控系统实时性分析 [J], 孙勇;张东亮2.基于Windows NT实时扩展的虚拟数控系统支撑环境研究 [J], 刘世卿;尤涛;李西琴;杜承烈3.基于WindoWs NT的开放式数控系统多任务实时控制 [J], 王涛;迟永琳;王宇晗;蔡建国4.基于Windows NT与实时扩展的开放式数控系统的研究 [J], 陈宗雨;郭伟;王立峰;李从心5.基于Windows NT开放式数控系统实时扩展技术研究 [J], 周密;李彦;苏爱林;吉华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于PC的开放式数控系统随着市场全球化的发展，市场对于适合中小批量加工、具有良好柔性和多功能性的制造系统的需求已超过对大型单一功能的制造系统的需求，从而要求制造具有较强的市场应变能力。

这种趋势促成了一个新概念的产生，即模块化、可重构、可扩充的软件与硬件系统，也就是开放式数控系统。

该系统不仅能够快速、经济地适应新的加工需求，而且为制造商提供了将其技术或产品第三方的技术或产品进行集成的可能性。

目前，世界各国都致力于研究开放式CNC系统。

如欧洲的OSACA、美国的OMAC和日本的OSEC。

数控系统的开放性概念出现在20 世纪80 年代末90 年代初，是欧美各国为了适应机床制造业在技术、市场和生产组织结构等多方面的新的变化而提出的。

在关于开放式体系结构的定义，按IEEE 的定义，一个开放式控制系统应提供这样的能力：对于不同的卖主的各种平台上运行的应用都能在系统上完全实现，并且能和其他系统应用进行交互操作，同时具有一致性的用户界面。

因此，开放式系统是指能够在多种不同的平台上运行，可以和其他系统的应用相互操作，并能给用户提供一种一致风格的交互方式的数控系统，也就是在加工机械专用的CNC中引入PC所具有的开放化。

根据这个定义，开放式数控系统是一个模块化的体系结构，既有接口的开放性，又有自身功能的开放性，其应具有以下特征开放性提供标准化环境的基础平台，允许不同功能和不同开发商的软件硬件模块介入。

可互操作性通过提供标准化接口、通信和交互机制，使不同功能模块与标准应用程序接口运行于系统平台之上，并获得平等的相互操作能力，协调工作。

可移植性系统的功能软件与设备无关，即应用统一的数据格式、交互模型、控制机理，使构成系统的各个功能模块可来源于不同的开发商提供的硬件平台之上。

可扩展性系统的功能、模块可以灵活设置，方便修改，既可以增加硬件或软件构成功能更强的系统，也可以裁减其功能以适应低端应用。

可互换性不同功能、不同可靠性的功能模块可以相互替代，而不影响系统的协调运行。

基于Windows2000的开放式数控系统设计
周虹
【期刊名称】《机床与液压》
【年(卷),期】2008(36)9
【摘要】介绍了一种在Windows2000环境下利用Visual C++6.0实现基于PC 的数控系统(PCNC)的方法.论述了系统的硬、软件结构及其开发方法.该系统硬件采用了工控机和运动控制器相结合的结构;软件采用多线程编程.将该系统应用于车床,成功地实现了轴类零件的加工.
【总页数】3页(P89-91)
【作者】周虹
【作者单位】湖南铁道职业技术学院,湖南株洲,412001
【正文语种】中文
【中图分类】TG659
【相关文献】
1.基于开放式数控系统的置模机械手控制系统设计 [J], 张良;王艳莉;韩彦军;张凯
2.基于开放式数控系统的辅助控制系统设计 [J], 张海浪;舒志兵;郑之开
3.基于PC104主控制器的开放式数控运动控制系统设计 [J], 王宝庆;杨璐;唐念;刘振忠;周海波
4.基于PC及TwinCAT3PLC的开放式数控系统设计与实现 [J], 张浩晨; 谢明红; 熊金宇; 陈鸿彬; 叶衡
5.基于QT软件与模块化设计法的五轴机床开放式数控系统设计 [J], 赵小刚
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[浅析基于PC的开放式数控系统]PC数控系统浅析基于PC的开放式数控系统0前言目前，各种先进的制造技术得到了飞速的发展，它们中绝大多数都需要数控技术的支持。

同时，数控技术的应用也为制造业的发展带来了深刻的变革。

但是，随着计算机技术的迅猛发展，传统的CNC系统逐渐显示出弱点，即：专用性强、软件为系统的制造商所拥有，不便于功能扩展和各种应用软件的支撑和更新，软件的移植性差，组网通讯能力差。

而现代制造业的发展给CNC系统提出了更高的要求：从完成的功能上看，一方面CNC系统必须适应CIMS的发展，有一个可以集成不同开发商提供的软件并适应连网需要的平台；另一方面，随着中小批量生产的趋势日益增强和数控系统在更多的行业中的应用，用户对CNC系统的需求呈现多元化，这样，必须根据不同的用户需求，迅速、高效、低成本的构筑面向用户的控制系统，于是要求CNC系统具有模块化和可重新配置的特点从使用角度来看，CNC系统应能应用于各种计算机平台，并提供统一风格的用户交互环境，以便于用户操作、维护和更新升级、为了满足对数控系统更具柔性、灵活性和通用性的要求，出现了对开放式数控系统结构的研究。

开放式数控系统具有软件开放性和硬件开放性，它能使人们自由地选择CNC装置、伺服驱动器、传感元件和执行单元等部件。

一般地，开放式数控系统有以下特点：（1）各种构成要素逻辑上独立。

（2）提供一个标准和规范，确保不同生产厂商的符合规范的构成要素能构成一个完整的数控系统。

（3）数控系统的拓扑结构可动态改变。

（4）与其它系统或软件模块具有互操作性。

（5）提供良好一致的人机界面。

随着计算机技术的飞速发展以及其标准化和开放性，出现了基于PC 的开放式数控系统。

1基于PC的开放式数控系统基于PC的开放式数控系统能充分地利用计算机的软硬件资源，可使用通用的高级语言方便地编制程序，用户可将标准化的外设、应用软件进行灵活地组合和使用使用计算机同时也便于实现网络化。