施耐德140DAI74000輸入模塊
數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢(shì)。數(shù)控技術(shù)誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標(biāo)準(zhǔn)，即采用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質(zhì)特征是面向加工過(guò)程，顯然，他已越來(lái)越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)高速發(fā)展的需要。為此，國(guó)際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649（STEP－NC），其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制，能夠描述產(chǎn)品整個(gè)
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NC加工程序都集中在單個(gè)計(jì)算機(jī)上。而在新標(biāo)準(zhǔn)下，NC程序可以分散在互聯(lián)網(wǎng)上，這正是數(shù)控技術(shù)開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的方向。其次，STEP-NC數(shù)控系統(tǒng)還可大大減少加工圖紙（約75%）、加工程序編制時(shí)間（約35%）和加工時(shí)間（約50%）。
非常重視STEP-NC的研究，歐洲發(fā)起了STEP-NC的IMS計(jì)劃(1999.1.1～2001.12.31)。參加這項(xiàng)計(jì)劃的有來(lái)自歐洲和日本的20個(gè)CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。美國(guó)的STEP Tools公司是全球范圍內(nèi)制造業(yè)數(shù)據(jù)交換軟件的，他已經(jīng)開(kāi)發(fā)了用作數(shù)控機(jī)床加工信息交換的超級(jí)模型(Super Model)，其目標(biāo)是用統(tǒng)一的規(guī)范描述所有加工過(guò)程。這種新的數(shù)據(jù)交換格式已經(jīng)在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數(shù)控系統(tǒng)的原型樣機(jī)上進(jìn)行了驗(yàn)證。[2]
隨著集成電路及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，給數(shù)控硬件技術(shù)的更新?lián)Q代注入新的活力，現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)普遍采用超大規(guī)模集成電路（VLSI）、專(zhuān)用芯片（ASIC）及數(shù)字信號(hào)處理（DSP）技術(shù)。在電氣裝聯(lián)上廣泛采用表面安裝（SMT）、三維高密度（three dimensional high density）技術(shù)，極大地提高系統(tǒng)的可靠性。高速高性能存儲(chǔ)技術(shù)，比如閃爍存儲(chǔ)（flash memory），移動(dòng)存儲(chǔ)（PCMCIA card）等極大地方便用戶。薄膜晶體管液晶顯示器（TFTLCD）技術(shù)使得顯示裝置趨于平板化，更便于機(jī)電 一體化安裝并改善人機(jī)界面。作為數(shù)控系統(tǒng)核心的處理器廣泛采用“位以上的高速RISC CPU，保證高速、高精度的數(shù)控加工。
開(kāi)放式發(fā)展
開(kāi)放式數(shù)控的討論已有好些年了，但是應(yīng)該看到，對(duì)于開(kāi)放式結(jié)構(gòu)至今沒(méi)有一致性的定義。某些用戶認(rèn)為開(kāi)放式表示能夠接受當(dāng)?shù)厥褂玫耐ㄐ艆f(xié)議；而另一些用戶認(rèn)為開(kāi)放式意味著所有控制器操作界面*一致;對(duì)機(jī)床應(yīng)用工程師而言，開(kāi)放式意味著對(duì)刀架移動(dòng)、傳感器和邏輯控制有標(biāo)準(zhǔn)的輸入/輸出接口；對(duì)大公司和大學(xué)的研究工程師來(lái)說(shuō)，開(kāi)放式意味著以上這些均來(lái)自隨即拿來(lái)就用的積木塊。由于來(lái)自 用戶和集成商（機(jī)床廠）的壓力，開(kāi)放式結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)工作正在向前發(fā)展并將持續(xù)下去。目前的一個(gè)積極成果即是基于PC的CNC，即PC-based。
實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)進(jìn)入CNC
嚴(yán)格意義上說(shuō)，數(shù)控控制軟件中包含著實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的思想，例如任務(wù)調(diào)度、存儲(chǔ)器管理、中斷處理等，但這種技術(shù)是隱含的，是和數(shù)控應(yīng)用程序比如插補(bǔ)，伺服、譯碼等混合的。每一個(gè)數(shù)控系統(tǒng)都是*的，不透明的。這種情況對(duì)于 用戶和系統(tǒng)集成商而言帶來(lái)諸多不便。在開(kāi)放式數(shù)控呼聲日益高漲的今天，研究實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)在CNC軟件中的應(yīng)用是順理成章的事。特別是 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展迅猛，這對(duì)于數(shù)控控制軟件的開(kāi)發(fā)將產(chǎn)生革命性的影響。選擇一個(gè)合適的商用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，將插補(bǔ)、伺服、譯碼、數(shù)據(jù)處理等數(shù)控應(yīng)用軟件往上“掛”， 移植到一個(gè)硬件環(huán)境中去，形成 使用戶滿意的數(shù)控系統(tǒng)，也就是個(gè)性化的CNC系統(tǒng)，這將是開(kāi)放式數(shù)控的主要方向。 [3]
這項(xiàng)工作的內(nèi)容包括：對(duì)零件圖樣進(jìn)行分析，明確加工的內(nèi)容和要求；確定加工方案；選擇適合的數(shù)控機(jī)床；選擇或設(shè)計(jì)刀具和夾具；確定合理的走刀路線及選擇合理的切削用量等。這一工作要求編程人員能夠?qū)α慵D樣的技術(shù)特性、幾何形狀、尺寸及工藝要求進(jìn)行分析，并結(jié)合數(shù)控機(jī)床使用的基礎(chǔ)知識(shí)，如數(shù)控機(jī)床的規(guī)格、性能、數(shù)控系統(tǒng)的功能等，確定加工方法和加工路線。
（2）數(shù)學(xué)處理
在確定了工藝方案后，就需要根據(jù)零件的幾何尺寸、加工路線等，計(jì)算刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡，以獲得刀位數(shù)據(jù)。數(shù)控系統(tǒng)一般均具有直線插補(bǔ)與圓弧插補(bǔ)功能，對(duì)于加工由圓弧和直線組成的較簡(jiǎn)單的平面零件，只需要計(jì)算出零件輪廓上相鄰幾何元素交點(diǎn)或切點(diǎn)的坐標(biāo)值，得出各幾何元素的起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓弧的圓心坐標(biāo)值等，就能滿足編程要求。當(dāng)零件的幾何形狀與控制系統(tǒng)的插補(bǔ)功能不一致時(shí)，就需要進(jìn)行較復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算，一般需要使用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算，否則難以完成。
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