1　概述

　　數控車床是當今先進制造技術的主要組成部分，也是制造高精度、高質量、形狀復雜的機械產品的必備設備。但是令人遺憾的是，傳統數控車床系統隨著現代制造業的快速發展，人機界面不靈活、功能不易擴展、兼容性差、系統封閉等問題日益凸現出來，尤其是封閉性問題大大阻礙了數控車床系統中采用先進的計算機技術，使得數控車床技術的發展受到了嚴重的阻礙。而在這種情況下，開放式數控系統的出現有效地解決了數控車床升級改造的問題，有效地解決了框架結構固定、控制系統專一與市場需求變化頻繁之間的問題，也增強了控制系統的適應性和柔性，本文就開放式數控系統在數控車床改造中的應用進行探討。

2　開放式數控系統的特點

　　開放式數控系統最大的特點就是“開放”，能夠根據生產系統的要求來升級控制系統的相應軟件或者硬件，同時將二者完全分開，構成網絡化的制造環境，軟件平臺和定義接口都可以由用戶自行定義，面向軟件配置數控系統的結構，在開放式數控系統中不斷地集成各種功能，按照加工過程的要求來提高數控車床的性能，并且還能夠對控制系統的功能進行添加、刪除、修改，用戶還可以結合自己的實際需要來不斷地增加新的控制功能。這樣一來，開放式數控系統在數控車床改造中的應用，對于用戶和機床制造商都是極為有利的，這也是機床控制技術的發展方向。開放式數控系統主要具有五大特點，分別是適應網絡操作方式、平臺無關性、模塊化、可再次開發、標準化。

　　2.1　適應網絡操作方式

　　開放式數控系統會考慮到工業生產領域的應用范圍以及網絡技術的迅速發展速率，信息交換的過程中通過通信來實現各相對獨立的功能模塊，以便有效地達到滿足實時控制需要的要求。

　　2.2　平臺無關性

　　開放式數控系統結構中能夠實現各模塊相互之間獨立、無關聯的效果，也能夠有效地明確各模塊接口協議，最終用戶、機床廠、系統廠都能夠根據自己生產的需要和市場的需要來開發出個性的模塊。

　　2.3　模塊化

　　開放式數控系統的構造是透明的和可移植的，采用分布式控制原則，具有模塊化的特征。控制結構采用模塊分級式、子系統式、系統式。

　　2.4　可再次開發

　　開放式數控系統允許用戶在進行數控車床改造的過程中實現第二次開發，根據自己生產的需要和市場的需要來編輯、重構一個系統多種用途的作用。

　　2.5　標準化

　　開放式數控系統的“開放”不是毫無約束的開放，而是在一定條件下，一定約束規范的開發，因此，各類機床控制器的研發過程中應該用一個標準來進行約束。

3　開放式數控系統的應用——以T560_T開放式車床數控系統為例

　　T560_T開放式車床數控系統由PMAC-LITE四軸運動控制卡和工業控制計算機組成，它的軟件分為上位機（PC）和下位機（PMAC）兩部分。上位機主要完成系統的管理功能，如人機界面的實現、加工狀態顯示、仿真的實現、參數編輯、參數配置、程序文件編輯、端口狀態監測和故障的診斷等工作。下位機的軟件主要是實現機床的運動控制與信號的邏輯控制。PTALK部分為上位機與下位機的通信模塊。servoworks提供豐富的用戶開發工具——servoworkssdk，其核心部分是swapi。它提供設計數控系統所需要的各種函數，如系統初始化、速度和位置控制、系統和伺服控制參數設置、手動和自動加工方式操作、數據和狀態的采集、系統自診斷、軸同步控制、PLC命令等。這些api提供對所有實時進程和資源的完全訪問能力，用戶可以使用它來開發自己的應用軟件。運動程序命令是一組緩沖命令，存放在緩沖器中，用R命令執行，其作用是指定運動位置、運動方式和屬性、程序邏輯控制、變量賦值。

　　例如：
　　X100Y（P1）Z（P2*P3） 指定X、Y、Z的運動位置
　　LINEAR 直線插補方式
　　CIRCLE0　 順時針園弧插補方式
　　ABS 所有的軸以絕對值方式運動
　　INC（X） X軸以增量值方式運動
　　TM100 指定運動時間為100ms
　　GOTO（標號） 跳轉到指定標號的程序段
　　I130=3000 I變量賦值
　　SENDP“abcd” 通過總線傳送“abcd”給計算機
　　TA 指定運動加速時間
　　PLC程序指令也是一組緩沖命令，重復執行，其中包
　　括運算、邏輯控制、信息傳送等命令。
　　例如：
　　IF
　　ELSE
　　ENDIF
　　WHILE
　　ENDWHILE
　　COMMAND“#4HM” 指定“電機4返回參考點”命令