传统的数控系统采用封闭式控制结构,系统的封闭性一方面使得对系统功能的修改、扩充十分困难,机床制造商和最终用户难以将自己的专门技术和工艺经验集成到CNC控制系统中;另一方面也使CNC控制器制造商不能迅速、有效地根据市场需求来构建数控系统。解决上述问题的方法是建立具有开放式体系结构的CNC系统。 本文通过对国内外开放式数控系统的研究,分析比较了几种开放式数控系统体系结构,最终确定了采用“NC嵌入PC”的方式来构造该数控系统。在硬件设计上,充分利用了PC机的固有硬件资源,结合运动控制卡,建立了开放式CNC系统的硬件资源。在软件设计上,利用Windows2000平台,以Visual C++为开发工具,采用模块化结构设计,以实现软件的DIY,也体现了开放式体系结构的基本思想。 文章通过剖析了开放式数控系统的系统体系结构以及硬件组成,确定了本数控系统得总体框架结构,同时,阐述了运动控制器、变频器和交流伺服系统的系列问题。然后再对Windows2000操作系统的多任务调度性机制和实时性进行研究,确定了本数控系统的软件结构以及提出本课题所需要解决的问题。在此基础上,笔者完成了开发工具的选择,选择面向对象的VC++软件和三维图形平台OpenGL;系统软件设计,包括人机交互界面的设计、控制软件的设计、代码翻译、主轴变频器通讯和刀具补偿库的建立等;利用了OpenGL完成系统的三维动态仿真。 本文在调试部分中,文章首先介绍了调试环境和目的,从硬件和软件两个方面对系统进行了调试,并分析了调试结果。 最后文章结合开发实践,系统讨论了开放式数控系统的特点及发展方向,并指出了系统需要进一步改进的部分。