本文介绍基于工业PC 机的开放式、网络化华中数控系统的主要特点。
1.开放式系统体系结构
华中开放式数控系统体系结构表达式为:开放式数控系统体系结构= 通用系统软件+ 特定的应用软件+ 通用硬件平台+ 特定硬件。
如图1所示, 华中数控系统使用DOS + 多任务
图1 华中开放式数控系统体系结构
扩展系统软件平台,对应表达式中的通用系统软件;华中数控系统的CNC软件平台提供运动控制平台,应用软件则可以按用户需求进行不同的组合和配置,硬件驱动软件则是软件与硬件通讯的接口,CNC 软件平台+ 应用软件+ 硬件驱动软件对应表达式中特定的应用软件;特定硬件则指专为某种应用选择的硬件设备,如某厂家生产的伺服、电动机等;特定硬件是软件运行的载体和对象。
2.开放式二次开发应用接口
现代的数控系统不但要满足制造业对通用加工的使用要求,同时也要满足制造业日益多样的专业使用需求,这就要求数控系统能够针对企业的需求进行二次开发。目前,国内还没有通用的数控系统提供专用的二次开发接口,国外的通用系统也很少提供二次开发接口,即使提供其费用也是昂贵的。华中数控系统具有更大的优势,该系统提供专用的二次开发应用接口,可针对用户的需求进行专用加工设备的开发。
图2 所示是华中开放式数控系统软件结构,它可分为系统软件、应用平台与应用程序三个层次。系统软件将提供通用操作系统以及实时多任务应用程序接口(API) 等。应用平台除了包含特定的API 接口外,还可集成用户根据系统软件平台提供的API 自定义的功能组件接口。外部二次开发程序可以通过自定义API 接口与数控系统的实时多任务调度模块连接。这样二次开发应用程序与硬件是完全隔离的,它只是数控系统的一个扩展模块,避免了二次开发应用程序与数控系统的接口设计,这就提高了整个系统开发的效率和可靠性。应用程序这一层含有过程控制、人机界面及系统集成与配置支撑环境等三部份,可为用户提供一个友好的人机接口,实现编辑、网络、图形显示等功能。
图2 华中开放式数控系统软件结构
3.系统结构的可重构性
华中数控系统拓扑结构的可重构性、功能模块的可替换性,决定了其软件系统不仅要实现数控加工控制的基本功能,而且在软件结构和辅助功能上与常规的数控系统有很大的不同。如图3 所示,华中数控系统的软件体系结构包括四大部分:运行系统、配置系统、管理系统和工具软件,各部分说明如下。
1) 运行系统:建立数控系统运行的环境,面向用户完成数控加工任务。
2) 配置系统:协助数控系统的使用者(包括系统集成商、最终用户等) 建立数控运行系统的拓扑结构和性能参数的描述,以配置文件的形式提交给运行系统。
3) 管理系统:协助用户建立、维护数控系统功能模块的元件数据库系统。
4) 工具软件:实现系统监控、PLC 程序管理等系统辅助功能,提供系统开发、调试和监控的工具。
图3 华中数控系统软件体系结构
数控系统通过运行系统、配置系统和管理系统的相互配合实现应用系统拓扑结构的重构。在统一的运行平台上,根据用户在配置文件中的设定,从元件库中加载需要的功能模块组建不同的运行实例系统,实现不同应用系统拓扑结构的重构。
4.开放式网络化功能
华中数控系统是基于网络制造环境的数控技术,能通过Internet 和局域网,异地集成CADPCAMPCNC ,实现网络远程制造;能通过网络远程传输实现巨量程序的加工;能实现网络远程操作和控制;能实现网络的远程监控、远程故障诊断等,降低服务费用;能通过网络进行大系统的集成,方便实现车间自动化。
如图4 所示,对华中系统的机床可在远程异地设计、编程,然后通过Internet 网络传送和共享零件加工程序,实现CADPCAMPCNC 的网络集成,对其他数控系统厂家的机床只要提供其相应的接口协议,也可在服务器进行相应的管理和控制。
图4 数控机床网络远程制造
开放式、网络化已成为当代数控系统发展的主要趋势。通过网络进行大系统的集成,便于实现车间自动化。
