CNC有那几种操作系统?

CNC有那几种操作系统?
CNC有那几种操作系统?

CNC有那几种操作系统?
数控技术和数控机床是制造业现代化的基础,是一个国家综合国力的重要体现.近几年来,在引进消化国外数控技术的基础上,我国已生产出自主版权的数控系统和数控机床,但是中、高档以上的数控系统仍然是以进口产品为主.研究数控系统及技术的现状与未来发展方向,将对开发中高档的数控产品,扩大数控机床市场份额起到重要作用.\x0d1 数控系统的硬件技术发展迅速\x0d随着集成电路及计算机技术的迅猛发展,给数控硬件技术更新换代注入新的活力,现代数控系统普遍采用超大规模集成电路(VLSI)、专用芯片（ASIC）及数字信号处理(DSP)技术.在电气装联上广泛采用表面安装(SMT)、三维高密度（three dimensional high density）技术.极大的提高系统可靠性.高速高性能存储技术,比如闪烁存储(flash memory),移动存储(PCMCIA card)等极大的方便用户.TFT LCD技术使显示装置趋于平板化,更便于机电一体化安装并改善人机界面.作为数控系统核心的处理器广泛采用64位以上的高速RISC CPU,保证高速、高精度的数控加工.\x0d以日本FANUC 16i／18i和160i／180i为例,已形成超小、超薄型控制器,主控板仅名片一样大小,主处理采用Pentium芯片.CNC和伺服采用50M／S的高速串行总线.用光缆连结I／O模块,采用分散配置,便于机电一体化.在通讯方面采用PCMCIA存储卡和外部计算机,或采用调制解调器,用电话和个人机通讯.\x0d2 体系结构向开放式发展\x0d开放式数控的讨论已有好些年了,但是应该看到,对于“开放式结构”至今没有一致性的定义.某些用户认为开放式表示能够接受当地使用的通信协议；而另一些用户认为开放式意味着所有控制器操作界面完全一致；对机床应用工程师而言,开放式意味着对刀架移动,传感器和逻辑控制有标准的输入/输出接口；对大公司和大学的研究工程师来说,开放式意味着以上这些均来自随即拿来就用的积木块.由于来自最终用户和集成商(机床厂)的压力,开放式结构的开发工作正在向前发展并将持续下去.目前的一个积极成果即是基于PC的CAC,即PC—based.\x0d世界上一些著名的数控制造商纷纷推出PC—based CAC系统,例FANUC公司的FANUC160／180,西门子公司的Siemens 840Di,FAGOR公司的FAGOR8070.由于采用了工业级PC机及桌面操作系统Windows,DOS等,其丰富的软、硬件资源给用户带来诸多的方便.\x0d应看到,在数控加工这种强实时环境中,使用商用操作系统Win,DOS等,尚未得到业界的完全认可.在理论上没有证明比现有传统的CNC来得优越.\x0d3 实时操作系统进入CNC\x0d严格意义上说,数控控制软件中包含着实时操作系统的思想,例如任务调度、存储器管理、中断处理等.但这种技术是隐含的.是和数控应用程序比如插补,伺服、译码等混合的.每一个数控系统都是独特的,不透明的.这种情况对于最终用户和系统集成商而言带来诸多不便.在“开放式数控”呼声日益高涨的今天研究实时操作系统在CNC软件中的应用是顺理成章的事.特别是最近嵌入式实时操作系统的技术发展迅猛,这对于数控控制软件的开发将产生革命性的影响.选择一个合适的商用嵌入式实时操作系统,将插补、伺服、译码、数据处理等数控应用软件往上“挂”,最终移植到一个硬件环境中去,形成最终用户“中意”的数控系统,也就是“个性化的”CNC系统,这恐怕是“开放式”数控的主要方向.\x0d4 现场总线技术开始广泛使用\x0d现场总线(field bus)实质上是工控网络中的低档产品.因为底层设备通信有以下特点：\x0d1．通信环境恶劣,可能受到温度、湿度变化、尘埃、电压波动、机械振动、电磁场干扰等因素影响；\x0d2．信息传递主要是设备与设备之间,故对通信可靠性要求高；\x0d3．通信内容和时间一般可以预先设定,随机、自发产生的信息相对较少,这可使通信协议大大简化；\x0d4．由于有较多的监控信息,实时性要求高；\x0d5．要求有一定有故障诊断和容错能力,以防止不必要的系统故障；\x0d6．距离短,频度高.\x0d基于上述特点,底层设备互连网络通常采用协议简单、响应迅速、可靠性高的主一从通信方式,使用工控网络中的低档产品例如现场总线.\x0d西门子公司的profibus首先应用在802D中低档数控系统中.对802D而言,24V电源为心脏,PCU模块为大脑,profibus为神经.因为PCU和I／O以及伺服系统（I／O模块例PP1、PP2,伺服系统为611U）的连结构依靠profibus.PCU为主站,PP1、PP2,611U为从站,并均有节点地址.\x0dFAGOR公司的SERCOS主要用于CNC和伺服系统的通讯且采用光缆.最高传输速率为4M baud.SERCOS将CNC（8055,8070）和主轴、座标轴驱动连结起来,每个节点亦有相应地址.FAGOR8070开始,CNC和I／O的连结采用CAN总线.