自1952 年誕生*臺數控機床,數控機床的發展經歷了數字控制(NC)、計算機數字控制(CNC)兩個階段。數控系統也從*代采用電子管起,歷經了采用晶體管、小規模集成電路、小型計算機技術到1974年左右發展到采用微處理器的NC階段。90年代初期,數控系統進入基于PC機的階段。基于PC機的數控系統(CNC)又分為以下幾種類型:
(1) PC機嵌入NC型
在傳統的NC中簡單地嵌入PC技術,NC可以共享一些計算機的軟硬件資源,而計算機只參加輔助編程、分析、監控、生產管理和工藝編制等工作。由于這種數控系統的NC部分仍是結構,用戶無法進入數控系統的核心,所以屬于初步開放的數控系統。
(2) NC嵌入PC型
這是*采用PC機為硬件平臺的數控系統,運動控制(包括軸控制和機床邏輯控制)功能由配有控制芯片的獨立的運動控制器完成,通常以PC插件(符合ISA或PCI總線標準)形式的硬件或通過網絡連接的嵌入式系統實現。運動控制軟件由NC生產廠商設計,用戶無法修改。只是NC的上層軟件(數控語言解釋器/人機界面等)以PC操作系統(例如Windows)為平臺,因此這種數控系統只是在上位機層面上實現了開放性。
(3) 全軟件型
這是*采用PC機軟件控制的一種數控系統,它把運動控制器以應用軟件的形式實現,這是一種開放體系結構的數控系統,能夠提供給用戶zui大的選擇和靈活性,已經成為新一代CNC的主流。
*,目前zui常用的Windows桌面操作系統是多線程、搶先多任務的32位操作系統,實時性比較差。而實時控制又是數控系統的關鍵所在,它決定了數控機床的加工速度和加工精度。因此有些數控系統采用原始的DOS操作系統作為軟件平臺,可以滿足一般的實時性要求。但是,運行在實模式下的16 位單任務的DOS操作系統沒有發揮出32位PC機的優勢,而且應用程序受640k內存限制,并可直接對硬件操作,系統可靠性也很難保證。而目前市場上基于Windows的實時操作系統(或軟件),如WindowsCE. NET等的價格又比較昂貴,不利于在數控機床行業的普及。本文介紹的香港海德盟數控技術有限公司開發的Hi-800系列基于PC的數控系統引入德國Power Automation(以下簡稱PA)公司的實時控制內核,彌補了Windows桌面操作系統實時性差的不足,是一種真正的全軟件型開放式數控系統,可廣泛應用于各種數控機床、加工中心及一些特殊用途機床的復雜控制中。
Hi-800數控系統組成
Hi-800系列數控系統是按照工業級標準,應用PC技術制造的高性能CNC。系統采用Windows NT操作系統及PA實時內核(Real Time Kernel),使用戶可以擁有操作方便的窗口式人機界面,同時使得利用硬盤作為NC內存成為可能。而且從簡單的串行口到復雜的通信網絡都能得到應用。
(1) PC機嵌入NC型
在傳統的NC中簡單地嵌入PC技術,NC可以共享一些計算機的軟硬件資源,而計算機只參加輔助編程、分析、監控、生產管理和工藝編制等工作。由于這種數控系統的NC部分仍是結構,用戶無法進入數控系統的核心,所以屬于初步開放的數控系統。
(2) NC嵌入PC型
這是*采用PC機為硬件平臺的數控系統,運動控制(包括軸控制和機床邏輯控制)功能由配有控制芯片的獨立的運動控制器完成,通常以PC插件(符合ISA或PCI總線標準)形式的硬件或通過網絡連接的嵌入式系統實現。運動控制軟件由NC生產廠商設計,用戶無法修改。只是NC的上層軟件(數控語言解釋器/人機界面等)以PC操作系統(例如Windows)為平臺,因此這種數控系統只是在上位機層面上實現了開放性。
(3) 全軟件型
這是*采用PC機軟件控制的一種數控系統,它把運動控制器以應用軟件的形式實現,這是一種開放體系結構的數控系統,能夠提供給用戶zui大的選擇和靈活性,已經成為新一代CNC的主流。
*,目前zui常用的Windows桌面操作系統是多線程、搶先多任務的32位操作系統,實時性比較差。而實時控制又是數控系統的關鍵所在,它決定了數控機床的加工速度和加工精度。因此有些數控系統采用原始的DOS操作系統作為軟件平臺,可以滿足一般的實時性要求。但是,運行在實模式下的16 位單任務的DOS操作系統沒有發揮出32位PC機的優勢,而且應用程序受640k內存限制,并可直接對硬件操作,系統可靠性也很難保證。而目前市場上基于Windows的實時操作系統(或軟件),如WindowsCE. NET等的價格又比較昂貴,不利于在數控機床行業的普及。本文介紹的香港海德盟數控技術有限公司開發的Hi-800系列基于PC的數控系統引入德國Power Automation(以下簡稱PA)公司的實時控制內核,彌補了Windows桌面操作系統實時性差的不足,是一種真正的全軟件型開放式數控系統,可廣泛應用于各種數控機床、加工中心及一些特殊用途機床的復雜控制中。
Hi-800數控系統組成
Hi-800系列數控系統是按照工業級標準,應用PC技術制造的高性能CNC。系統采用Windows NT操作系統及PA實時內核(Real Time Kernel),使用戶可以擁有操作方便的窗口式人機界面,同時使得利用硬盤作為NC內存成為可能。而且從簡單的串行口到復雜的通信網絡都能得到應用。
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