從自動控制的角度來看,數(shù)控系統(tǒng)是一種軌跡控制系統(tǒng),即其本質(zhì)上是以多執(zhí)行部件(各運動軸)的位移量為控制對象并使其協(xié)調(diào)運動的自動控制系統(tǒng),是一種配有專用操作系統(tǒng)的計算機控制系統(tǒng)。
把計算機應(yīng)用于機床nc系統(tǒng),是數(shù)控機床發(fā)展史上的一個重要里程碑,這是因為它綜合了現(xiàn)代計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感器及測量技術(shù),機械制造技術(shù)等領(lǐng)域的最新成就,使機械加工技術(shù)達到了一個嶄新的水平。計算機數(shù)控(cnc)與傳統(tǒng)的硬線數(shù)控(nc)相比有很多的優(yōu)點,其中最根本的一點就是,cnc的許多數(shù)控功能是由軟件實現(xiàn)的,因而較硬線數(shù)控具有更大的柔性,即它很容易通過軟件的改變來實現(xiàn)數(shù)控功能的更改或擴展。今天,硬線數(shù)控已被計算機數(shù)控所取代。由上述討論可知,從外部特征來看,cnc系統(tǒng)是由硬件(通用硬件和專用硬件)和軟件(專用)兩大部分組成的。
1. cnc系統(tǒng)的硬件一般性結(jié)構(gòu)
圖1為結(jié)構(gòu)圖:由計算機基本系統(tǒng)、設(shè)備支持層、設(shè)備層三部分組成。它是cnc系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。
從本質(zhì)特征來看,cnc系統(tǒng)軟件是具有實時性和多任務(wù)性的專用操作系統(tǒng),從功能特征來看,該操作系統(tǒng)由cnc管理軟件和cnc控制軟件兩部分組成。它是cnc系統(tǒng)活的靈魂。其結(jié)構(gòu)框圖如圖3-2所示。
圖2 cnc軟件系統(tǒng)功能框圖
2.cnc硬件軟件的作用和相互關(guān)系
cnc裝置的系統(tǒng)軟件在系統(tǒng)硬件的支持下,合理地組織、管理整個系統(tǒng)的各項工作,實現(xiàn)各種數(shù)控功能,使數(shù)控機床按照操作者的要求,有條不紊地進行加工。簡言之:硬件是基礎(chǔ),軟件是靈魂!cnc系統(tǒng)的硬件和軟件構(gòu)成了cnc系統(tǒng)的系統(tǒng)平臺,如圖3所示。該平臺有以下兩方面的含義:
該平臺提供cnc系統(tǒng)基本配置的必備功能;
在該平臺上可以根據(jù)用戶的要求進行功能控制和開發(fā)。
cnc裝置系統(tǒng)平臺的構(gòu)筑方式就是cnc系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。體系結(jié)構(gòu)為系統(tǒng)的分析、設(shè)計和建造提供框架。在下一節(jié)里將分別按硬件和軟件兩方面對cnc系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)進行討論。