目前，開放式數(shù)控系統(tǒng)主要有3種結構形式：PC+NC，PC+運動控制卡，全軟件數(shù)控系統(tǒng)。其中，全軟件數(shù)控系統(tǒng)是一種新型的數(shù)控系統(tǒng)，它充分利用PC機強大的計算速度，來實現(xiàn)包括插補、伺服和PLC等功能在內的所自．數(shù)控功能，這種結構彤式具有下列特點：

　　(1)使用實時操作系統(tǒng)和Windows、Linttx等操作系統(tǒng)；

　　(2)由于簡化了硬件結構，大大降低了成本；

　　(3)由于使用多任務操作系統(tǒng)，可實現(xiàn)控制系統(tǒng)的多功能化；

　　(4)容易實現(xiàn)PLC軟件和其他裝置的控制軟件的集成；

　　(5)隨著PC技術的發(fā)展，控制性能會小斷提高。且不需額外的費用。上海開通數(shù)控有限公司的KT600數(shù)控系統(tǒng)足基于PC、采用美國SoftServo公司ServoWorks軟件平臺和光纖伺服總線的開放式傘軟件數(shù)控系統(tǒng)。

1 硬件結構

　　KT600 開放式數(shù)控系統(tǒng)硬件結構，整個系統(tǒng)包括適配板、接口模塊、嵌入式PC主機和12.1”彩色液晶顯示等幾個部分。

　　1.1 光纖通訊適配板

　　這是連接嵌入式計算機和控制接口的橋梁。通過此適配板把電信號變?yōu)楣庑盘?，通過光纖與通用伺服、VO模塊進行數(shù)據傳輸，抗十擾性能好，連線少而簡單。光纖通訊適配板釘FP-80、FP-95和FP-104三種類型，F(xiàn)P-80適用于和PC機的ISA接口連接，F(xiàn)P-95適用于和PC機的PCI接U連接，而FP-104適用于和PC機的PCI04接門連接。這3種光纖通訊適配板除了與PC機連接接口不同外，其余功能完全相ILd。PC機通過ISA／PCI／I，C104接U與適配板上的FPGA進行數(shù)據轉換，按照VersionBUS數(shù)據傳輸協(xié)議，通過光纖通訊適配板的兩個光纖接口，用兩根光纖分別與DC-150通用伺服接門模塊和IM-300 I／O擴展模塊進行通訊。適配板還提供了32點通用的I／O，再加一個手持式手輪控制盒接幾，可用于機床操作而板。

　　1.2 DC-150通用伺服接口模塊

　　DC-150通用伺服接口模塊可對4個軸進行閉環(huán)控制，通過光纜把四個DC-150串連起來，最多可以進行16軸的運動控制。每個模塊上還有32個帶光電隔離的通用I／O，8個可定義的12位模擬量輸入。還帶釘光電隔離的每個軸的正反向行程限位和同零開關輸入。

　　1.3 IM-300擴展模塊

　　IM-300 I／O擴展模塊(圖3)是一個帶接線端子和LED燈的32點輸入、32點輸出通用I／0模塊，通過光纜與FP-80／FP-95／FP-104光纖通訊適配板連接?？赏ㄟ^光纖把叫個IM-1200串聯(lián)在一起，就叮提供額外的256點I／O(加上4個DC-120，整個KT600數(shù)控系統(tǒng)最多可達416個I／O點)。

2 KT600開放式數(shù)控系統(tǒng)的軟件結構

　　KT600開放式數(shù)控系統(tǒng)軟件結構足基于美國SoftServo公司全軟件開放結構ServoWorks數(shù)控系統(tǒng)軟件平臺和實時光纖數(shù)字伺服總線的開放結構數(shù)控系統(tǒng)。

　　serWoworks軟件可以分為兩個層次，一層是實現(xiàn)運動控制和PLC控制的實時控制軟件，它運行在操作系統(tǒng)的實時擴展卒問RTX或者RT Linux中；一層足滿足不同工業(yè)應用需求的應用軟件，它運行在通用操作系統(tǒng)Windows或者Linux的用戶空間巾。實時控制軟件和應用軟件通過servoworks API進行通信。ServoWorks的總體軟件結構如圖3所示。

　　2.1 實時控制軟件

　　ServoWorks實時控制軟件主要包含3個模塊：運動控制引擎CNC、G代碼解釋器和邏輯控制引擎PLC。這些實時軟件模塊為上層的應用軟件／用戶程序提供了一致的應用編程接口API(ApplicationProgramming Inteface)，上層的應用軟件通過這些API與實時控制模塊協(xié)調工作，共吲完成控制任務。

　　運動控制引擎是一個高性能運動控制的實時軟件模塊，執(zhí)行所有的運動控制功能，包括NC路徑的生成、插補、加速／減速、位置控制、補償和速度平滑等。

　　運動解釋器是一個實時的G代碼處理軟件模塊，包括16軸控制所需的擴充G代碼。它有一個環(huán)形緩沖器，提供高速程序段處理功能。每秒可處理l1000個程序段。它支持選擇程序段跳過和子程序調用功能，能夠辨別機床、工件及本地坐標系，含有基本的STM功能。

　　邏輯控制引擎足一個實時的軟件PLC模塊，可控制416個光隔離輸入輸出點，可執(zhí)行與FANUC數(shù)控系統(tǒng)兼容的梯形圖邏輯。它的標準掃描時間為5ms，用戶也可自定義。它提供38種功能指令及12種基本指令。

　　這3個實時模塊小僅可以集成在一起運行，而且可以根據需要靈活的加載。根據具體的需要，可以只加載運動引擎，或者只加載運動引擎和運動解釋器，或者全部加載。

　　2.2 基本應用軟件

　　servoworks提供了大量的應用軟件，用戶可以根據自己的需嬰靈活選用。這些應用軟件包括PLC應片j套件、MotionLite、MC—Quad、Motion Pro等。

　　PLC應用套件包括PLC引擎，提供程序編輯和編譯功能的PLC控制臺應用(Win32)，具有PLC梯形圖監(jiān)控／調試的PLC監(jiān)視器／調試器等應用程序。用戶使用這些工具可以很方便地編制、調試和發(fā)布自己的PLC應用程序。

　　MotionLite是基于Win32的控制系統(tǒng)安裝調試：具，可用于系統(tǒng)的參數(shù)沒置、系統(tǒng)配置、測試和伺服調整。它提供JOG方式、位置方式(4軸直線插補)、手輪方式和程序段緩沖方式等多種操作模式，可以通過方波或正弦波形式財系統(tǒng)進行速度頻率、速度階躍和位置頻率、位置階躍響應的測試。它呵以對位置和I／O信號進行實時監(jiān)控，也可以對實際位置、程序位置、位置誤差和速度的數(shù)據進行采樣和繪圖。它叮以顯爪電動機參數(shù)和伺服佗置環(huán)參數(shù)。

　　MC—Quad是一個完整的4軸通用運動控制應用軟件(沒有卡軸控制)，支持ServoWorks的G代碼解釋器，能自動執(zhí)行G代碼加T程序；提供全屏幕、單窗口、操作方便的人機界面；能顯爾位置、圖形、I／O狀態(tài)、伺服狀態(tài)、NC狀態(tài)和運動臨控；可用于沖床、激光切割機床和焊接機器等。

　　Motion Pro是一個完整的16軸通用運動控制應用軟件，用于系統(tǒng)配置、參數(shù)設置、測試和伺服調整；支持ServoWorks的G代碼解釋器，能自動執(zhí)行G代碼加工程序；可對運動、I／O和PLC狀態(tài)進行實時監(jiān)控。它有豐富的系統(tǒng)調試工具軟件，包括可自動運行和于動交瓦運行的PID調節(jié)，系統(tǒng)性能的動態(tài)可視化的數(shù)據采樣及繪圖工具(包括實時仿真)。

3 KT600數(shù)控系統(tǒng)的應用

　　KT600數(shù)控系統(tǒng)是屬于中高檔的數(shù)控系統(tǒng)，它最多可控制16個軸，可預處理1 000個NC程序段，并且可以根據相應的進給速度自動凋整加減速控制，以達到平滑控制，保證零件加工過程的快速性、連續(xù)性和平穩(wěn)性。

　　KT600數(shù)控系統(tǒng)具有良好的開放性和完善的功能。現(xiàn)在已配套用于各種數(shù)控機床，如：KT600-M數(shù)控系統(tǒng)已應用于上海富安工廠自動化有限公司的數(shù)控銑床；KT600-M數(shù)控系統(tǒng)應用于上海寶業(yè)自動化有限公司的數(shù)控切割機，KT600-B數(shù)控系統(tǒng)已應用于上海沖剪機床廠的機械電子數(shù)控折彎機，日前均已投入生產使用，運行穩(wěn)定，工作情況良好。