Ⅰ cnc子程序的作用是什麼
相對手工編程的話,子程序可以很方便。比如說不同工件其中都有一定的共性,都是沉個直徑14.0的孔,這種情況下就可以用子程序來用。這樣可以減少多寫很多程序,直接調用以前所寫的就行了,相對於某種設備的配件加工的有很大的方便性啊。電腦編程就談不什麼子程序的方便性了。
相對於手工編程子程就是方便,共性好,可以減少程序在電里的容量。
Ⅱ 數控機床中數控裝置的作用是什麼
數控裝置
數控裝置是數控機床的核心。數控裝置從內部存儲器中取出或接受輸入裝置送來的一段或幾段數控加工程序,經過數控裝置的邏輯電路或系統軟體進行編譯、運算和邏輯處理後,輸出各種控制信息和指令,控制機床各部分的工作,使其進行規定的有序運動和動作。
零件的輪廓圖形往往由直線、圓弧或其他非圓弧曲線組成,刀具在加工過程中必須按零件形狀和尺寸的要求進行運動,即按圖形軌跡移動。但輸入的零件加工程序只能是各線段軌跡的起點和終點坐標值等數據,不能滿足要求,因此要進行軌跡插補,也就是在線段的起點和終點坐標值之間進行「數據點的密化」,求出一系列中間點的坐標值,並向相應坐標輸出脈沖信號,控制各坐標軸(即進給運動的各執行元件)的進給速度、進給方向和進給位移量等。
Ⅲ CNC系統由哪幾部分組成各有什麼作用
數控系統是所有數控設備的核心。數控系統的主要控制對象是坐標軸的位移(包括移動速度、方向、位置等),其控制信息主要來源於數控加工或運動控製程序。因此,作為數控系統的最基本組成應包括:程序的輸入/輸出裝置、數控裝置、伺服驅動這三部分。
1、輸入/輸出裝置
輸入/輸出裝置的作用是進行數控加工或運動控製程序、加工與控制數據、機床參數以及坐標軸位置、檢測開關的狀態等數據的輸入、輸出。鍵盤和顯示器是任何數控設備都必備的最基本的輸入/輸出裝置。此外,根據數控系統的不同,還可以配光電閱讀機,磁帶機或軟盤驅動器等。作為外圍設備,計算機是目前常用的輸入/輸出裝置之一。
2、數控裝置
數控裝置是數控系統的核心。它由輸入/輸出介面線路、控制器、運算器和存儲器等部分組成。數控裝置的作用是將輸入裝置輸入的數據,通過內部的邏輯電路或控制軟體進行編譯、運算和處理,並輸出各種信息和指令,以控制機床的各部分進行規定的動作。
在這些控制信息和指令中,最基本的是坐標軸的進給速度、進給方向和進給位移量指令。它經插補運算後生成,提供給伺服驅動,經驅動器放大,最終控制坐標軸的位移。它直接決定了刀具或坐標軸的移動軌跡。
此外,根據系統和設備的不同,如:在數控機床上,還可能有主軸的轉速、轉向和起、停指令;刀具的選擇和交換指令:冷卻、潤滑裝置的起、停指令;工件的松開、夾緊指令;工作台的分度等輔助指令。在基本的數控系統中,它們是通過介面,以信號的形式提供給外部輔助控制裝置,由輔助控制裝置對以上信號進行必要的編譯和邏輯運算,放大後驅動相應的執行器件,帶動機床機械部件、液壓氣動等輔助裝置完成指令規定的動作。
3、伺服驅動
伺服驅動通常由伺服放大器(亦稱驅動器、伺服單元)和執行機構等部分組成。在數控機床上,目前一般都採用交流伺服電動機作為執行機構;在先進的高速加工機床上,已經開始使用直線電動機。另外,在20世紀80年代以前生產的數控機床上,也有採用直流伺服電動機的情況;對於簡易數控機床,步進電動機也可以作為執行器件。伺服放大器的形式決定於執行器件,它必須與驅動電動機配套使用。
以上是數控系統最基本的組成部分。隨著數控技術的發展和機床性能水平的提高,對系統的功能要求也日益增強,為了滿足不同機床的控制要求,保證數控系統的完整性和統一性,並方便用戶使用,常用、較為先進的數控系統,一般都帶有內部可編程序控制器作為機床的輔助控制裝置。此外,在金屬切削機床上,主軸驅動裝置也可以成為數控系統的一個部分;在閉環數控機床上,測量檢測裝置也是數控系統必不可少的。對於先進的數控系統,有時甚至採用計算機作為系統的人機界面和數據的管理、輸入/輸出設備,從而使數控系統的功能更強、性能更完善。
總之,數控系統的組成決定於控制系統的性能和設備的具體控制要求,其配置和組成具有很大的區別,除加工程序的輸入/輸出裝置、數控裝置、伺服驅動這三個最基本的組成部分外,還可能有更多的控制裝置。
Ⅳ CNC的作用及用途
上面的回答不準確哈!cnc就是數控機床,不僅僅限制在精雕模具。模具行業中的,慢絲,火花機,也屬於cnc。可以說cnc最大的用處是能加工很復雜的工件。不知道上面說的精雕是否值得北京精雕?是的話也不貴啊才20萬。但是剛性不是很好。
Ⅳ 數控加工系統的基本功能是什麼
基本功能是數控系統的必備功能,選擇功能是供用戶根據機床特點和用途進行選擇的功能。 CNC裝置的功能主要反映在准備功能G指令代碼和輔助功能指令代碼上。 主軸功能:除對車床進行無級調速外,還具有同步進給控制、恆線速度控制及主軸最高轉速控制等功能。 1.多坐標控制功能:控制系統可以控制坐標軸的數目,指的是數控系統最多可以控制多少個坐標軸,其中包括平動軸和回轉軸。 自動返回參考點功能:該系統規定有刀具從當前位置快速返回至參考點位置的功能,其指令為G28。該功能既適用於單坐標軸返回,又適用於X和Z兩個坐標軸同時返回。 螺紋車削功能:該功能可控制完成各種等螺距(米制或英制)螺紋的加工,如圓柱(右、左旋)、圓錐及端面螺紋等。 2.固定循環功能:固定循環中的G代碼指令的動作程序要比一般的G代碼所指令的動作要多得多,因此使用固定循環功能,可以大大簡化程序編制。 3.插補功能:CNC裝置是通過軟體進行插補計算,連續控制時實時性很強,計算速度很難滿足數控車床對進給速度和解析度的要求。因此實際的CNC裝置插補功能被分為粗插補和精插補。 進行輪廓加工的零件的形狀,大部分是由直線和圓弧構成,有的是由更復雜的曲線構成,因此有直線插補、圓弧插補、拋物線插補、極坐標插補、螺旋線插補、樣條曲線插補等。 4.輔助功能:是數控加工中不可缺少的輔助操作,用地址M和它後續的數字表示。在ISO標准中,可有M00~M99共100種。輔助功能用來規定主軸的起、停,冷卻液的開、關等。 刀具功能:刀具功能是用來選擇刀具,用地址T和它後續的數值表示。刀具功能一般和輔助功能一起使用。補償功能:加工過程中由於刀具磨損或更換刀具,以及機械傳動中的絲杠螺距誤差和反向間隙,將使實際加工出的零件尺寸與程序規定的尺寸不一致,造成加工誤差。因此數控車床CNC裝置設計了補償功能,它可以把刀具磨損、刀具半徑的補償量、絲杠的螺距誤差和反向間隙誤差的補償量輸入到CNC裝置的存儲器,按補償量重新計算刀具的運動軌跡和坐標尺寸,從而加工出符合要求的零件。
Ⅵ 計算機數控系統各組成部分的作用是什麼
(1)輸入裝置:一般指微機的輸入設備,如鍵盤。其作用是輸入數控系統對生產機械進行自動控制時所必需的各種外部控制信息和加工數據信息。
(2)微機:微機是MNC系統運算和控制的核心。在系統軟體指揮下,微機根據輸入信息,完成數控插補器和控制器運算,並輸出相應的控制和進給信號。若為閉環數控系統,則由位置檢測裝置輸出的反饋信息也送入微機進行處理。
(3)輸出裝置:一般包括輸出緩沖電路、隔離電路、輸出信號功率放大器、各種顯示設備等。在微機控制下,輸出裝置一方面顯示加工過程中的各有關信息,另一方面向被控生產機械輸出各種有關的開關量控制信號(冷卻、啟、停等),還向伺服機構發出進給脈沖信號等。
(4)伺服機構:一般包括各種伺服元件和功率驅動元件。其功能是將輸出裝置發出的進給脈沖轉換成生產機械相應部件的機械位移(線位移、角位移)運動。
(5)加工機械:即數控系統的控制對象,各種機床、織機等。已有專門為數控裝置配套設計的各種機械,如各種數控機床,它們的機械結構與普通機床有較大的區別。
(6)cnc裝置的加減程序作用擴展閱讀
傳統的機械加工都是用手工操作普通機床作業的,加工時用手搖動機械刀具切削金屬,靠眼睛用卡尺等工具測量產品的精度的。
現代工業早已使用電腦數字化控制的機床進行作業了,數控機床可以按照技術人員事先編好的程序自動對任何產品和零部件直接進行加工了。
這就是說的「數控加工」。數控加工廣泛應用在所有機械加工的任何領域,更是模具加工的發展趨勢和重要和必要的技術手段。
由於數控機床要按照程序來加工零件,編程人員編制好程序以後,輸入到數控裝置中來指揮機床工作。程序的輸入是通過控制介質來的。
Ⅶ CNC裝置由哪幾部分組成各有什麼作用
1、主機,它是數控機床的主體,包括機床身、立柱、主軸、進給機構等機械部件。它是用於完成各種切削加工的機械部件。
2、數控裝置,是數控機床的核心,包括硬體(印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機等)以及相應的軟體,用於輸入數字化的零件程序,並完成輸入信息的存儲、數據的變換、插補運算以及實現各種控制功能。
3、驅動裝置,它是數控機床執行機構的驅動部件,包括主軸驅動單元、進給單元、主軸電機及進給電機等。
它在數控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統實現主軸和進給驅動。當幾個進給聯動時,可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。
4、輔助裝置,指數控機床的一些必要的配套部件,用以保證數控機床的運行,如冷卻、排屑、潤滑、照明、監測等。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換工作台、數控轉台和數控分度頭,還包括刀具及監控檢測裝置等。
5、編程及其他附屬設備,可用來在機外進行零件的程序編制、存儲等。
(7)cnc裝置的加減程序作用擴展閱讀
由於採用計算機替代原先用硬體邏輯電路組成的數控裝置,使輸入操作指令的存儲、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能的實現,均可通過計算機軟體來完成,處理生成的微觀指令傳送給伺服驅動裝置驅動電機或液壓執行元件帶動設備運行。
傳統的機械加工都是用手工操作普通機床作業的,加工時用手搖動機械刀具切削金屬,靠眼睛用卡尺等工具測量產品的精度的。
現代工業早已使用電腦數字化控制的機床進行作業了,數控機床可以按照技術人員事先編好的程序自動對任何產品和零部件直接進行加工了。這就是說的數控加工。數控加工廣泛應用在所有機械加工的任何領域,更是模具加工的發展趨勢和重要和必要的技術手段。
對於大批量生產的零件,使用自動化和半自動化的車床已能實現生產過程的自動化。但是,對於單件、小批量生產的零件,實現自動化一直是個難題。
在過去相當長的一段時間內,總是無法圓滿解決。尤其是在加工形狀復雜的、加工精度要求高的零件,一直在自動化的道路上處於停頓狀態。雖然有些應用仿形裝置解決了一部分,但是實踐證明,仿形車床還是不能徹底地解決這一問題。
數控車床(機床)的出現,為從根本上解決這一問題開辟了廣闊的道路,所以成為機械加工中的一個重要發展方向。
Ⅷ 開環cnc裝置是如何進行進給速度和加減速度控制的
簡單說給出脈沖,電機就轉動,實現進給。調節頻率就調節了速度。
Ⅸ CNC裝置中加減速控制有什麼作用有哪些實現方法
數控系統加減速控制功能是指數控系統有程序預讀功能——能「預測」加工方向的未來變化並調整運動速度使之符合編程表面要求;在被加工表面形狀(曲率)發生變化時及時採取改變進給速度等措施以避免過切;當刀具切入工件時,數控系統可以根據需要自動降低進給速率。
因此,數控系統加減速控制功能可使編程人員在編寫進給速率時只需用最高加工速度, 數控系統能自動根據工件輪廓調整實際速度,可大大節省加工時間,同時,內置的過濾器能顯著抑制各機床的固有頻率,能夠更好地保證所需的表面精度。
最優的加減速控制規律能使機床更好地滿足高精度加工要求,特別是在高速加工中,加減速控制功能就顯得尤為重要,在CNC裝置中,為了保證機床在起動或停止時不產生沖擊、突跳、失步、振盪,必須對進給電機的脈沖頻率或電壓進行加減速控制,即在機床加速起動時保證加在伺服電機上的脈沖頻率或電壓逐漸增加,而當機床減速停止時保證加在伺服電機上的脈沖頻率或電壓逐漸減小。
當伺服電機啟動時,是處於靜止狀態的,由靜止狀態到動態,如果速度過高的話,會引起沖擊、突跳、失步、振盪等現像,停止時因工件處於快速運行狀態,若突停的話,因機械慣性較大,嚴重的話會引起機械損傷,或定位不準現像。尤其高速切削時為防止過切,減小緩沖,要有加減速控制。加減速控制是數控系統插補器的重要組成部分。
Ⅹ CNC控制系統都有哪些特徵作用
CNC系統是一個專用的實時多任務計算機系統,在它的控制軟體中融合了當今計算機軟體技術中的許多先進技術,下面分別加以介紹。
1、曲線曲面的非均勻有理B樣條(NURBS)插補該項技術採用沿曲線插補的方式,而不是採用一系列短直線來擬合曲線。這一技術的應用已經相當普遍。許多模具行業目前使用的CAM軟體都提供了一個選項,即生成NURBS插補格式的零件程序。同時,功能強大的CNC還提供了五軸插補功能以及與此相關的特性。這些性能提高了表面精加工的質量,改善了電機運行的平穩度,提高了切削速度,並使零件加工程序更小。
2、更小的指令單位大多數的CNC系統向機床主軸傳遞運動和定位指令的單位不小於1微米。在充分利用CPU處理能力提高這一優勢後,一些CNC系統的最小指令單位甚至可達到1納米(0.000001mm)。在指令單位縮小1000倍後,可獲得更高的加工精度,可使電機運行得更平穩。電機運行的平穩使得一些機床能夠在床身振動不加大的前提下,以更高的加速度運行。
3、鍾形曲線加速/減速也稱作為S曲線加速/減速,或爬行控制。與使用直線加速方式相比,這種方式可使機床獲得更好的加速效果。與其它加速方式相比,也包括直線方式和指數方式,採用鍾形曲線方式可獲得更小的定位誤差。
4、待加工軌跡監控這一技術已被廣泛使用,該技術具有眾多性能差異,使其在低檔控制系統中的工作方式與高檔控制系統中的工作方式得以區別開來。總的來講,CNC就是通過加工軌跡監控來實現對程序的預處理,以此來確保能獲得更優異的加速/減速控制。根據不同的CNC的性能,待加工軌跡監控所需的程序塊數量從兩個到上百個不等,這主要取決於零件程序的最短加工時間和加速/減速的時間常數。一般而言,要想滿足加工要求,至少需要十五個待加工軌跡監控程序塊。
5、數字伺服控制數字伺服系統的發展如此迅速,以至於大多數機床製造商都選擇該系統作為機床的伺服控制系統。使用該系統後,CNC能夠更及時地控制伺服系統,而且CNC對機床的控制也變得更精確。
數字伺服系統的作用如下:
1)將提高電流環路的采樣速度,再加上電流環控制的改善,從而降低電機溫升。這樣,不僅可以延長電機的壽命,還可以減少傳遞到滾珠絲杠的熱量,從而提高絲杠的精度。除此之外,采樣速度的加快還可以提高速度迴路的增益,這些都有助於提高機床的整體性能。
2)由於許多新的CNC使用高速序列與伺服迴路相連,因此通過通訊鏈路,CNC可獲得更多的電機和驅動裝置的工作信息。這可提高機床的維護性能。
3)連續的位置反饋允許在高速進給的情況下進行高精度的加工。CNC運算速度的加快使得位置反饋的速率成為制約機床運行速度的瓶頸。在傳統的反饋方式中,隨著CNC和電子設備的外部編碼器的采樣速度的變化,反饋速度受到信號類型的制約。採用串列反饋,這一問題將得到很好的解決。即使機床以很高的速度運行,也可達到精密的反饋精度。
6、直線電機近幾年來,直線電機的工作性能和歡迎度有了顯著的提高,所以很多加工中心採用了這一裝置。至今,Fanuc公司至少已經安裝了1000台直線電機。GEFanuc的一些先進技術使得機床上的直線電機的最大輸出力為15,500N,最大加速度為30g。另一些先進技術的應用使機床的尺寸得以減小,重量得以減輕,冷卻效率大為提高。所有這些技術上的進步使直線電機在與旋轉電機相比時,優勢更強:更高的加/減速率;更准確的定位控制,更高的剛度;更高的可靠性;內部的動態制動。
CNC控制器的特點:
1、多坐標、多系統控制
比如FANUC最新的高檔控制器11S30i—MODELA系統,最大控制系統數為10個系統(通道),最多軸數和最大主軸配置數為40軸,其中進給軸32軸,主軸為8軸,最大同時控制軸數為24軸/系統。最大PMC系統為3個系統。最大I/O點數為4096點/4096點,PMC基本命令速度為25ns。最大可預讀程序段:1000段。這是當前世界配置最高的數控系統。由於具有多軸多系統配置,因此特別適合大型自動機床,復合機床,多頭機床等的需要。
2、高精、高速加工功能
這是CNC系統最重要的功能,由於有了這個功能,使製造技術(MT)大大地向前發展了。數控機床採用計算機控制,可以保證加工的零件具有很高的精度重復性。但為了得到一定的功能,輸入控制器的信號要經過一系列處理,不可避免地要失真、延時。因此在高速加工時,要保持高的加工精度就要採取一定的措施減少失真、延時。高精、高速的加工,除了機械設計和製造要保證能實現目標外,對CNC系統的要求主要是處理速度快、控制精度高。採用前饋控制,以補償由於伺服滯後所產生的誤差,提高加工精度。適當控制進給率和採用恰當的加減速曲線可以減少加減速滯後所產生的誤差。「前瞻」控制在程序執行前對運動數據進行計算、處理和多段緩沖,從而控制刀具按高速運動,而且誤差很小。對於機床平滑運行的高精度輪廓控制,採用對指令形式的實時識別,可以最佳地控制速度、加速度和加加速度,因而使加工總是保持在最佳狀態。為了防止擾動,開發數字濾波器的技術,以消除機械的諧振,提高伺服系統的位置增益。高精進給和主軸的伺服系統對高速、高精和高效十分重要。目前主要從以下幾方面提高其性能。減少電機和驅動器以及控制單元的大小,提高編碼器的解析度;直線移動軸可以來用直線伺服電機驅動;減少機械傳動鏈,提高剛度,提高精度。當主軸電機採用同步電機時,它非常適用於齒輪機床的系統,齒輪機床有時需要很低的主軸速度,但精度很高。比如,FANUC伺服電機的設計體積小,採用高增益控制,伺服電機是無齒槽效應的電機,帶有1.6xlo』脈沖/轉解析度的編碼器。
伺服控制採用交流數字伺服控制,具有很高電流檢測精度,採用相應的硬體,可以產生所謂「納米控制」,也就是在系統檢測解析度為1嶺m時,插補解析度可以達到1nm;它使在CNC內部的計算誤差最小化,每次內部計算以納米或更小的單位,大大提高了加工的質量。對於控制直線電機,設計數字濾波器以避免直接驅動機械帶來的多點諧振特性,聯合這些功能,機床刀具的運動就可以准確地按照著指令執行。對於加工具有自由曲面的模具,會在程序段之間出現條紋,為了解決這個問題,FANUC開發了「納米平滑」功能,圓整CNC指令的公差,以「納米」為單位評估原始曲線,並對其進行NURBS插補。這些性能滿足了機床「高速高精」以及「低速高精」的要求。
3、軸加工和復雜加工功能
由於5軸加工工藝合理,相對於3維曲面加工,它可以充分利用刀具的最佳幾何形狀進行切削,在復雜形狀的高速高精加工中可以提高效率,提高光潔度。因此得到越來越廣泛的應用。5軸加工的機械其配置主要有刀具旋轉方式、工作台旋轉方式和這兩種的混合方式。因此5軸加工功能要能滿足各種配置的要求。根據5軸加工的特點,把它們,比如TCP(刀具中心控制),刀具半徑補償等功能,應用到不同機械配置的5軸加工機床。
4、數控復台功能
為了提高生產率,數控復合加工機床的開發和製造已變成數控機床的一種發展趨勢。復合加工機床是指在同一機械上可以進行多種工藝的加工,如在一台機床上可以進行車加工、銑加工、錘加工等,比如,一個圓柱體要進行圓柱表面的車削、錘子L、還要求在圓柱面上銑溝槽,這些加工都要求在同一台數控機床上完成。這樣就能大大提高生產率。因此,對於數控復合機床,百先需要增加可以用於進行復合加工功能的控制系統,比如銑床需要增加螺錐線功能、螺旋線功能、3維圓弧功能、刀具中心點控制等,另外,刀具補償功能也需要既有車加工又有銑加工的功能。除此以外,這種機床還經常需要高速加工。為了通過PC或數控系統本身對多台機床進行集中監控和管理,系統需要通過網路進行通信。以便傳遞程序,監控加工狀態。除此以外,網路功能還可以傳送維修數據,對系統進行遠程式控制制、操作和診斷;傳送CAD/CAM數據。CNC具有現場通信網路功能,就可以在CNC與伺服裝置之間,CNC與I/o控制之間傳遞控制、監控和診斷數據。目前主要採用乙太網以及現場匯流排。隨著技術的發展,應用無線技術也已經出現。無線技術可以使信息到達幾乎是任何地方。
6、高可靠性和安全性功能
CNC系統與數控機床一起,工作在底層車間,經受惡劣的環境,如:溫度,濕度,振動,油霧,粉塵的影響,同時又要求連續工作;因此對可靠性要求特別高,除了可靠性設計、製造工藝等措施外,現代數控系統的可靠性主要採取以下措施:①採用光纖,減少電纜連接,比如FANUC的數控系統通過光纖連接CNC和伺服放大器,以串列高速的方式從CNC到多個伺服放大器傳遞大量的數據。②採用糾錯碼(ECC:EnorCorrectingCODe)傳送數據,隨著軟體高速處理大量數據,也要求對微處理器、存儲器和LSI的處理速度大大提高。由於這些安裝在CNC的印刷板上的高速電子元器件進行高速讀、寫和傳遞數據時,由IC驅動的信號波形變為滯後,在這樣的狀況下,不採用模擬電路處理的方法時,導致不能正確地傳遞數字信號。另外,在最新電子元件低壓供電時,降低了電路低抗噪音的運行范圍。為此,CNC電路將採取更先進的糾錯碼傳遞數據。ECC是一種領前的高可靠性技術,通過把ECC加到數據上以傳送各種不同型式的數據,使系統更可靠。②採用雙檢安全(DualCheckSa缸y)措施。「雙檢安全」與歐洲安全標准(EN954—1)一致。它的原理是在CNC內嵌人多個處理器冗餘地監控伺服電機和主軸電機以及與安全相關的I/0信號並使用急停與相關的I/0電路使系統安全地運行和停止。
CNC控制器的開放:
當出現NC機床以後,製造廠家就希望能打開NC系統這個黑盒子,部分或全部地代替機床設計師和操作者的大腦,具有一定的智能,能把特殊的加工工藝、管理經驗和操作技能放進NC系統,同時也希望它具有圖形交互、診斷等功能。這就需要商用的數控系統具有友好的人機界面和提供給用戶的開發平台。要求NC控制器透明以使機床製造商和最終用戶可以自由地執行自己的思想。於是產生了開放結構的數控系統。
IEEE「開放系統技術委員會」定義「開放結構」為:「開放系統所執行的應用可以運行在多家製造者不同的平台;並可以與其他系統的應用具有互操作性,且呈現與用戶交互協同(1EEElo03.0)。」也可以用下列的性能指標評估控制器的開放性。比如應用模塊為AM:①移植性:在保持應用模塊(AM)的功能下,不需任何變化就可以應用到不同的平台。②擴展性:不同的AM能運行在一個平台而不出現沖突。③互操作性:AM在一起工作時表現為相互協同,可以根據定義相互交換數據。④縮放性:按照用戶的需要,AM的功能、性能和硬體的規模可以伸縮。
開放結構的控制器(oAC)使控制器銷售商、機床製造商和最終用戶可以從柔性和敏捷生產中獲得較大利益。其主要目標是在標准化環境下採用開放的介面使操作方便,成本降低和柔性增加。這樣的系統能力被廣泛接受。軟體可以重復使用,用戶可以按照給定的配置設計他們的控制器。
控制系統的開放體系結構由於考慮到對實時和可靠性要求很嚴格,因此是高度復雜的系統。其特點是基於PC,相互鏈接的關鍵結構為系統組件和介面,系統組件由軟體模塊和硬體模塊所組成。在開放系統中,各個組件和介面還可以在製造過程中實現增加智能的優點。對於控制的復雜性,這些系統的硬體和軟體是基本的工具。控制的介面可以分成兩組:內部和外部的介面。①外部介面:這些介面連接系統和監控單元以及子單元、用戶。它們可以分為編程介面和通信介面。NC與PI『C編程介面採用國家或國際標准,如RS一274、DIN66025、或IEC6l131—3。通訊介面也強烈地受標準的影響。現場匯流排系統,如SERCOS,P凹肋us或DeviceNet用作驅動和I/O的介面。I,AN(局網LocalAreaNetwork)網路主要基於乙太網和TCP/IP與監控系統連系的介面。②內部介面:用於組件間的互相作用和數據交換,以形成控制系統的核心。在這方面,一個重要的性能是支持實時機構。為了得到可重構和白適應的控制,控制系統的內部結構基於平台的概念。由於軟體組件中無法知道專用硬體的詳情,因而主要的目標是建立一個可定義的但是在軟體組件間進行柔性的通訊方法。應用編程介面(APl)保證了這些需要。控制系統的全部功能被分為幾個包,模塊化的軟體組件通過被定義的API互相作用。
根據1999年美國機器人工業論壇的資料,當年美國機器人全部裝機的系統是機器人本身價值的3—5倍,也就是如果有lo億美元機器人的市場,等於增加20到40億美元的附加值,如果其中25%歸因於軟體集成的原因引起的,再認為如果通過標准化的開發和應用,採用開放體系結構的控制器使其中降低50%;那麼在採用開放控制器後,每年潛在的價值就可以節省2億5千萬到5億美元。
目前,開放的數控系統結構主要有3種形式:①基於PC的CNC系統,這種系統以PC機為平台,開發數控系統的各種功能,通過伺服卡傳送數據,控制坐標軸電機的運動。這類系統有時也稱為SoftNC,這樣的系統容易做到全方位開放。②PC嵌入式:這種系統的基本結構為:CNC十PC主板,即把一塊CNC板插入傳統的PC機器中,CNC主要運行以坐標軸運動為主的實時控制,或且CNC作為數控功能運行,而PC板作為用戶的人機介面平台。③PC十CNC:目前主流NC系統生產廠家認為NC系統最主要的性能是可靠性,像PC機存在的死機現象是不允許的。而系統功能首先追求的仍然是高精高速的加工。加上這些廠家長期已經生產大量的NC系統;體系結構的變化會對他們原系統的維修服務和可靠性產生不良的影響。因此不把開放結構作為主要的產品,仍然大量生產原結構的NC系統。為了增加開放性,主流NC系統生產廠家往往在不變化原系統基本結構的基礎上增加一塊PC板,提供鍵盤使用戶能把PC和CNC在一起,大大提高了人機界面的功能,比較典型的如FANUC的150i/160i/180i/210j系統。有些廠家也把這種裝置稱為融合系統(fusionsystem)。由於它工作可靠,界面開放,越來越受到機床製造商的歡迎。