集成化数控系统的特点及关键技术
日期：2007-3-4 23:09:23 来源：Control Engineering China
点击： 作者：未知
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1、引言
在现代制造系统中，由于英特网和分布式计算技术的出现，产品的设计和制造日益分散化，协同合作制造日益成为更快速、更经济的生产高质量产品的有效模式。目前的数控系统正在向着集成化( Integrated)的方向发展，其目的在于为产品生产过程中的各个独立部门提供有效的协同工作环境。传统的CIMS 技术大而全，在一般的中小企业很难实施，于是INC 应运而生。
2、INC 的概念与关键技术
2.1 INC 的概念
个具体的数控系统 。
以水射流机床所使用的INC 系统的整体工作流程为例(见图1) ，其整个系统是建立在工程数据库的基础上，数据库包括花样库、切削用量库、夹具库、喷嘴库、工艺库、NC 代码库等，它们通过Intranet／Internet集成在一起，构成了工程数据库。INC 系统可分为6个子部件模块辅助设计(CAD) 、辅助工艺(CAPP) 、优化决策、数控加工(CNC) 、系统监控和总体规划。
图1 水射流INC 系统工作流程图
开放式数控(Open Numerical Control ，ONC) ，与传统的CNC 系统相比较，ONC 的核心在于其开放性，它必须提供不同应用程序运行于系统平台之上的能力；提供面向功能的动态重组工具；提供统一、标准化的应用程序用户界面。世界各国相继启动了有许多关于开放式数控的研究计划， 其中影响较大的有美国OMAC(Open Modular Architecture Controller) 计划，欧共体的OSACA (Open System Architecture for Control withinAutomation) 和日本的OSEC(Open System Environment forController) 计划等[3 ] 。直接数控(Direct Numerical Con-trol ， DNC) 和分布式数控(Distributed Numerical Control ，DNC) 系统的主要目标是更加有效地控制一组数控机床或是整个工厂的生产， 它实际上是一种分布式制造。
与ONC、DNC 不同， INC 是以数控为核心，它的各个模块都是面向数控，它的一切工作都是为数控加工服务。例如，一般的CAM 系统注重特征识别、零件几何造型的建立以及零件加工轨迹的定义等，而INC 的CAM 模块中注重的是对零件加工过程的仿真和生成数控加工代码，其目的是便于检验零件的手工编程或自动编程的数控加工程序是否正确。与分布式制造(Distributed Manufacturing) 相比较， INC 更接近于一种协同制造(Collaborative Manufacturing) 。
2.3 INC 的关键技术
INC 有三点关键技术面向数控的CAD 技术；面向数控的CAPP 技术和基于CAD／CAPP 信息集成的CNC 技术。
面向数控的CAD 技术包括图像预处理、智能识别、图像矢量化和CAD／CAPP 集成技术等。面向数控的CAPP 技术则包括路径优化、步骤优化、CAPP／CAM集成、工艺数据库的建立和管理技术等。 本文将对基于CAD／CAPP 信息集成的接口和交互的技术进行讨论与研究。
3、CNC与CAD／CAPP 的接口和交互技术
目前在工业化应用中的NC 所采用的编程方式还是基于ISO 6983 (GPM 代码) 标准，随着计算机辅助系统CAX技术、系统集成技术等的飞速发展和广泛应用，该标准已越来越不能满足现代NC 系统的要求，成为制约数控技术乃至自动化制造发展过程中的瓶颈问题。
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在现代制造系统中，由于英特网和分布式计算技术的出现，产品的设计和制造日益分散化，协同合作制造日益成为更快速、更经济的生产高质量产品的有效模式。目前的数控系统正在向着集成化( Integrated)的方向发展，其目的在于为产品生产过程中的各个独立部门提供有效的协同工作环境。传统的CIMS 技术大而全，在一般的中小企业很难实施，于是INC 应运而生。
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2、INC 的概念与关键技术
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2.1 INC 的概念
集成化数控( Integrated Numerical Control ， INC) 将CIMS 中的功能实现(如CADPCAMPCAPPPNCP 等) 抽象为一系列独立的功能模块，再将这些功能模块集成在一起便可组成一
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以水射流机床所使用的INC 系统的整体工作流程为例(见图1) ，其整个系统是建立在工程数据库的基础上，数据库包括花样库、切削用量库、夹具库、喷嘴库、工艺库、NC 代码库等，它们通过Intranet／Internet集成在一起，构成了工程数据库。INC 系统可分为6个子部件模块辅助设计(CAD) 、辅助工艺(CAPP) 、优化决策、数控加工(CNC) 、系统监控和总体规划。
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图1 水射流INC 系统工作流程图
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2.2 INC 与ONC、DNC 的区别
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开放式数控(Open Numerical Control ，ONC) ，与传统的CNC 系统相比较，ONC 的核心在于其开放性，它必须提供不同应用程序运行于系统平台之上的能力；提供面向功能的动态重组工具；提供统一、标准化的应用程序用户界面。世界各国相继启动了有许多关于开放式数控的研究计划， 其中影响较大的有美国OMAC(Open Modular Architecture Controller) 计划，欧共体的OSACA (Open System Architecture for Control withinAutomation) 和日本的OSEC(Open System Environment forController) 计划等[3 ] 。直接数控(Direct Numerical Con-trol ， DNC) 和分布式数控(Distributed Numerical Control ，DNC) 系统的主要目标是更加有效地控制一组数控机床或是整个工厂的生产， 它实际上是一种分布式制造。
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与ONC、DNC 不同， INC 是以数控为核心，它的各个模块都是面向数控，它的一切工作都是为数控加工服务。例如，一般的CAM 系统注重特征识别、零件几何造型的建立以及零件加工轨迹的定义等，而INC 的CAM 模块中注重的是对零件加工过程的仿真和生成数控加工代码，其目的是便于检验零件的手工编程或自动编程的数控加工程序是否正确。与分布式制造(Distributed Manufacturing) 相比较， INC 更接近于一种协同制造(Collaborative Manufacturing) 。
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2.3 INC 的关键技术
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INC 有三点关键技术面向数控的CAD 技术；面向数控的CAPP 技术和基于CAD／CAPP 信息集成的CNC 技术。
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面向数控的CAD 技术包括图像预处理、智能识别、图像矢量化和CAD／CAPP 集成技术等。面向数控的CAPP 技术则包括路径优化、步骤优化、CAPP／CAM集成、工艺数据库的建立和管理技术等。 本文将对基于CAD／CAPP 信息集成的接口和交互的技术进行讨论与研究。
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3、CNC与CAD／CAPP 的接口和交互技术
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目前在工业化应用中的NC 所采用的编程方式还是基于ISO 6983 (GPM 代码) 标准，随着计算机辅助系统CAX技术、系统集成技术等的飞速发展和广泛应用，该标准已越来越不能满足现代NC 系统的要求，成为制约数控技术乃至自动化制造发展过程中的瓶颈问题。
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