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基于PC的开放系统开发

数控技术0703楼炯

摘要：为了适应现代机械加工对数控系统高速度、高精度、柔性化和智能化要求，传统

的数控系统难以满足用户的需要，而开放式系统解决了传统数控系统兼容性差和功能难

以扩展等不足。本文对基于PC的开放式系统进行了研究，以PC+MCX314芯片为核心

组成的运动控制卡的结构模式来实现数控系统的功能。系统软件采用分层、模块化的设

计思想，具有自动、手动、坐标显示、编程能力强功能。

关键词：开放式，运动控制，MCX314。

1研究背景

1.1课题背景及来源

随着科学技术的发展，机械零件的形状和结构不断改进，对零件加工质量要求越来

[1]

越高。这使得数控机床在生产中得到广泛应用，同时也对数控系统提出更高的要求。

尤其是随着柔性制造系统的迅猛发展和计算机集成制造系统的兴起和不断成熟，基于

PC的开放式数控系统必将取代传统数控系统在机械生产制造业中发挥重大的作用。

1.1.1课题背景

先进制造技术是改造传统制造业的有效手段，而数控技术和数控设备是先进制造技

[1]

术的重要组成部分。

[1]

我国的机床数控技术起步于1958年。在过去的50年里，一方面从国外购进数控

系统，一方面积极研究开发，取得了长足的进步。中等数控系统已经达到中小批量生产

能力，如广数、华中等。随着科学技术和制造业的不断发展，对数控系统也提出了更高

的要求，主要体现在高的运算速度和高精度、高可靠性以及完善的功能。为了适应不断

出现的新的加工需求，数控系统应具有更强的软硬件重构能力而且重构的成本要低重构

周期要短；为了适应未来面向任务和订单的生产模式，使生产控制系统的集成更为简便

有效，必须改变数控系统封闭形的设计模式；为满足不同需要，数控系统应具有高度的

模块化，可重新配置、修改、扩充和改装；较低的系统开发维护及培训的成本和较短的

[3]

周期。

为了适应这些需要，必然要把传统的数控系统开放化。

1.1.2课题来源

浙江凯达机床股份有限公司是专业生产数控机床的企业，目前自行开发和生产的数

控系统有KENT-10T、KENT-18T、KENT-18TC、KENT-18TM。为了适应市场的需求和潜在的

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需求，对基于PC的开放式数控系统进行研究具有较大的实际意义。

1.2课题的目的和意义

1.2.1课题的目的

目前，开放式数控系统己经成为数控技术的发展趋势，很多研究机构都在对其进行

研究，利用PC机的丰富的软硬件资源发展总线式、模块化和智能化的CNC系统，成为

[6]

开放数控系统的最佳选择。同时，通过对本课题的研究，加强对所学专业课程理解和

提高应用能力，并使自己更多更深刻的了解这方面的知识，为将来的研究和开发打好基

础。

1.2.2课题的意义

浙江凯达机床股份有限公司所生产的KENT-10和KENT-18均为传统的闭式结构，

对用户而言，因为不了解其内部结构和性能而只能使用已定义的输入和输出，几乎不可

能加入新的控制策略和增加新的功能。随着计算机在制造过程的应用越来越广泛，用户

对改造制造过程性能的需求也逐渐体现出来，因此闭式结构数控系统的局限性就越见明

显。

要达到现代制造技术对数控系统的要求，同时也为适应市场的要求，数控系统应能

够被用户重新设置扩充修改和改装，并允许模块化的集成而不必重新设计硬件。目前

PC机技术不断成熟，性能越来越好容量不断增加而价格则越来越低，为开发高性能低

[13]

价格的数控系统提供了条件。发展基于PC的开放式数控系统成为凯达机床股份有限

公司今后发