[发明专利]开放式软件化数控系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种数控机床的开放式控制系统，具体涉及一种控制器在Windows操作系统下工作的模块化可重构的开放式数控系统。

背景技术

传统数控系统大都采用专用的封闭的体系结构，这种结构的系统硬件是专用的，各厂家的主板、伺服电路板专门设计，厂家之间的产品无互换性。系统软件结构是专用的，无可移植性，也无扩展性，控制软件专用性较强，它的使用依赖于专用控制系统的硬件体系结构和软件设计思想。随着技术、市场、生产组织结构等方面的快速变化，新的加工需求不断出现，要求数控系统具有迅速、高效、经济地面向客户的模块化特性和软硬件重构能力；改变以往数控系统的封闭性设计模式，降低生产厂家对控制系统的高依赖性和对数控软件、硬件、控制策略的耦合性，适应未来车间面向任务和定单的生产模式。相关技术的飞速发展和市场的强烈需求促进了数控系统由专用型封闭式控制模式向通用型开放式体系结构转变和发展。

发明内容

本发明为解决现有控制系统体系结构存在的软硬件结构的不可移植性和不可扩展性，导致控制软件的专用性强、系统的运行依赖于专用的硬件体系结构和软件设计思想的问题，提供一种开放式软件化数控系统。本发明由基于RTX实时扩展的Windows操作系统的工业PC机1、符合SERCOS国际协议标准的伺服驱动器2和I/O模块3、符合SERCOS国际协议标准的用于完成控制器5与伺服驱动器2和I/O模块3之间通讯的SoftSERCANS通讯卡4、用于实现伺服控制功能和开关控制功能的控制器5组成；所述控制器5包括以下单元：

人机接口模块6，修改和设定任务协调模块7的参数、编辑PLC程序、显示诊断信息以及PLC反馈信息；

任务协调模块7，将来自人机接口模块6以及软PLC模块11的任务分配给轴组模块8；

轴组模块8，接受任务协调模块7的调度，完成加减速处理及插补任务，并将运行状态反馈给任务协调模块7；

轴模块9，接受轴组模块8的指令，同时读取伺服驱动器2和I/O模块3的反馈信息，根据用户需求选择性地调用伺服控制规律完成位置控制或速度控制等功能，将控制信息发送给伺服驱动器2和I/O模块3执行，并将其运行状态反馈给轴组模块8；

控制规律模块10，为轴模块9提供多种控制策略完成伺服控制规律的计算，并将计算结果发送给轴模块9；

软PLC模块11，与任务协调模块7进行信息交互，对伺服驱动器2和I/O模块3进行控制，并识别伺服驱动器2和I/O模块3的运行状态，将结果显示在在人机接口模块6上，并通过软PLC开发系统12完成PLC程序的编译与调试。

有益效果：本发明数控系统的控制器采用纯软件实现各个模块的控制功能，并通过函数编程使各模块实现接口通讯，各模块运行在计算机环境中，既提供了数控系统的控制功能，也具备了开放的体系结构，能够支持多种硬件和编程语言，可支持不同的数控设备和编程语言，与传统的硬数控设备相比具有可移植和可扩展性较好、控制软件的通用性较好、系统的设计不依赖硬件体系结构的特点。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；图2是控制器5的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：参见图1、图2，本实施方式由基于RTX实时扩展的Windows操作系统的工业PC机1、符合SERCOS国际协议标准的伺服驱动器2和I/O模块3、符合SERCOS国际协议标准的用于完成控制器5与伺服驱动器2和I/O模块3之间通讯的SoftSERCANS通讯卡4、用于实现伺服控制功能和开关控制功能的控制器5组成；

控制器5由以下单元组成：

人机接口模块6，修改和设定任务协调模块7的参数、编辑PLC程序、显示诊断信息以及PLC反馈信息；

任务协调模块7，将来自人机接口模块6以及软PLC模块11的任务分配给轴组模块8；

轴组模块8，接受任务协调模块7的调度，完成加减速处理及插补任务，并将运行状态反馈给任务协调模块7；

轴模块9，接受轴组模块8的指令，同时读取伺服驱动器2和I/O模块3的反馈信息，根据用户需求选择性地调用伺服控制规律完成位置控制或速度控制等功能，将控制信息发送给伺服驱动器2和I/O模块3执行，并将其运行状态反馈给轴组模块8；

控制规律模块10，为轴模块9提供多种控制策略完成伺服控制规律的计算，并将计算结果发送给轴模块9；