CAD/CAM/CNC三位一体合成系统的研究（二）

HEATS

　　3设计思想

2 v/ N* p4 H- d. K& L! Z/ r2 k x, `8 [: e7 K7 x+ G9 u5 W' ` 2 ~1 Z2 s! \, \& e1 c5 N " y7 b7 R! k! K( p

　　3.1产品类型设计与机床结构互动

8 J$ F+ O4 ^" T7 d& e$ E L

　　(1)高端用户(如航空业、造船业)。可由产品造型设计所需空间维数，来确定机床中所需的空间维数，从另外角度理解，机床联动轴的数量由产品的复杂程度确定，根据产品来配置机床，从而保持产品与机床的同一性，具有专用数控机床的特色，这样可以保证和提高加工精度和加工效率，更适用于异型零件或大型零件的加工，如飞机机身等等。这种情况对用户的技术要求较高。

b" _7 u% J2 o2 v2 R

　　(2)普通用户。则只需根据已定机床，在系统中选择相应的产品造型设计空间，用户还可根据自已的需要增加或减少联动轴的数量。这符合大部用户的情况。

4 S$ v, j( D% l% |$ c2 y% ^& ~ " m1 ]8 Z, R+ T1 p0 p( _; F $ ] D6 t; Y: T, b, J. S

　　3.2系统的总控制模块与分立模块

8 l7 X5 J( \3 Z% T2 ^) A! O

　　前者完成总协调和控制，后者在与前者协作下完成自已的任务

R. m+ s4 L& ~) e& ^( Y2 x 8 C' a4 S; b* F% c7 {

　　(1)总控制模块(应用程序)。向各分立模块发送控制信息，并接受和处理分立模块反馈的信息，并作一些其它控制或监控工作。

+ |; e3 A" M0 @3 c/ V% S3 E ! D+ W. u/ P- c- w$ D/ k 7 Y5 H+ ^" u; S: y& `* J

　　(2)分模块。根据工程控制理论，各独立模块都具有信号输人、信号处理、信号输出、信号反馈(闭环)的共同特征(图1)。因此，可以将各分立模块进行同类抽象，实际使用时，只需在系统中赋值配置即可，这样非常有利于机床升级。如五轴联动升为七轴联动，只要在系统中新增两个相应的配置，而后把新增两轴部件按配置要求安装在机床上即可。另外，各分模块相对独立，内部运作互不干涉，各分模块的数据交换由总线协调控制，吞吐于总线，这样系统稳定性和可靠性易于保证，且系统容易升级。

T j: w* Y- H6 B

　　3.3将系统分为计算机侧和机床侧

( u& Y5 Q7 {- z3 p

　　计算机侧应能完成系统所有的工作，机床侧则具有嵌入式系统的所有特点，具有传统数控机床的特色，但机床侧软件系统是极具柔性(有些资料称为韧件)，可从计算机侧不断下载和升级有关代码，只要硬件资源允许，这种下载和升级是无限的;把代码下载到机床有利于网络远程加工，计算机集成制造等，同时又可适合于传统使用习惯的操作者。

- K2 T, o5 ~. v! o

　　4初步设计系统图

/ @; ?7 o2 Q# R. c6 B7 Q+ \! Z

　　4.2有关设计中的一些概念

: X1 e4 q6 R& e 1 T5 h/ L! ?. w

　　由于整个系统模块很多，不能一一讲述，这里只讲述几个模块。

7 D: c9 }5 ^# i8 {# r Y. V . K* k. ?, u, @6 b # X$ C- I2 o- o) b1 g( W0 L

　　(1)CNC模块和机床加工模块。CNC模块主要完成工件加工路径的静态和动态计算，静态计算根据工件的轮廓完成最初的计算，形成轨迹数据库;动态计算是根据机床加工模块返回的实际数据，进行轨迹修正。机床加工模块是根据机床工作的具体命令，向机床发出控制信息，以及及时把机床的有关信息返回给系统。CNC模块和机床加工模块是合成系统的重要组成，少之就不成为合成系统，也是开发的难点之一。

. b3 i" X% P* H3 m1 D& ~( _ 3 i2 J o1 `' F+ R, M % U! _0 k d0 C& q+ `: W! j