隨著加工精度和速度的提高，要求數控系統的功能不斷擴展、改進和完善，特別是為了滿足高速高精加工的要求，產生了高速高精控制系統，包括程序的快速輸入、高速高精插補、控制和輸出。另外，機械結構的簡化和改進，新加工功能的完善，要求數控的軟件功能越來越復雜。此外，加工的連續操作和協調要求數控系統的可靠性不斷提高，加工和信息系統不僅可以控制、加工、傳輸和管理，而且可以通過網絡享用。正是由於上述原因，基於PC的開放式數控單元在數控領域得到了廣泛的應用。1.開放式數控系統開放式系統結構被定義為允許多個制造商在競爭環境中相互交換和操作的模塊。機床制造商可以在開放系統的平臺上添加壹些硬件和軟件，形成自己的控制系統。目前流行的開放式數控結構有兩種:1，CNC+PC主板:在傳統的數控機床上插入壹塊PC主板，PC板主要運行非實時控制，CNC主要運行基於坐標軸的實時控制。2.PC+專業運動控制卡:運動控制卡插在計算機的標準插槽中進行人工實時控制，PC主要用於處理非實時控制。尤其是方案2，能夠充分發揮其計算機加工速度快、人機界面友好的特點，越來越受到機床廠商的歡迎，成為近年來國內開放式數控發展的主流。2.開放式數控系統的硬件結構:以Step機電公司自主研發的MPC01運動控制卡為例，介紹“PC+專業運動控制卡”結構模式的開放式數控系統。系統采用主從式控制結構:PC機負責人機界面的管理和控制系統的實時監控(如系統狀態的顯示、控制指令的發送等。);下位機選用步進機電公司的MPC01系列運動控制卡，用來完成控制的所有細節，包括脈沖和方向信號的輸出，自動升降的處理，原點和限位信號的檢測等等。工控機的CPU和MPC01控制卡上的專用運動控制芯片構成了以DOS或Windows為操作系統的“PC+MPC01”的硬件結構。2.1 MPC01系列運動控制卡控制方式及特點步進伺服有限公司是壹家以技術為依托的專業運動控制公司。MPC01系列運動卡是目前國內運動控制卡的主要生產廠家之壹，集成度高，穩定可靠。同時配備了豐富強大的運動函數庫，可在C/C++或VB環境下調用，並通過總線與計算機通信。而且由於采用了VXD虛擬驅動技術，很好的利用了Windows底層的中斷調用，可以進行實時多任務處理，大大減輕了主機和編程在處理時間和任務切換上的負擔，提高了整個控制系統的運行速度和控制精度。2.2系統的控制結構基於工控機MPC01，采用松下數字交流伺服系統，構成開放式數控系統。利用MPC01的多軸運動控制功能，將交流伺服系統與DMC的脈沖輸出通道相連，實現電機轉速信號的輸出。同時還可以接受光電編碼器反饋信號的采樣，實現全閉環控制。另外，通過DMC的DB15接口，可以接收壹些與運動控制相關的IO輸入。如檢測機床原點、限位等開關信號。運動控制卡必須與PC機通信才能完成機床的控制任務。通過PC機的外設，可以實現輸入、編輯、參數設置、機床實時運行狀態等。此外，借助PC機強大的圖形數據處理功能，可以很容易地實現系統的DNC功能。3.開放式數控系統的軟件組成:該系統充分發揮了PC軟件資源豐富、數據處理速度快的優勢，並吸收了CAD/CAM的特點。利用建模軟件生成零件圖後，將圖紙的DXF格式文件轉換成加工g代碼。然後g代碼解釋為板的運動控制功能。最後通過調用MPC01運動函數庫中的插補運動函數來達到機床控制的目的。4.結論:“PC+運動控制卡”數控系統將是開放式數控系統的壹個裏程碑。該系統支持運動控制策略的定制，體現了壹種核心級的開放思想。從這個系統開始，數控系統將進入壹個“完全開放”的時代。
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