基于PMAC的开放式数控教学平台的研究

孔琳摘要：数控技术是一门操作性很强的综合性学科，涉及的学科领域较多，包括系统控制、工业设计、变频调速等等，这对于学生的操作能力有着较高的要求。本文就开放式数控教学平台构建的相关问题进行简单的分析。网 http://www.lw2005.com
关键词 ：PMAC 开放式 数控教学平台数控技术已成为职业院校中一门重要的课程，但在教学平台的应用方面大多采用的是封闭式体系结构，如FANUC、SIEMENS等。在此，笔者就开放式数控教学平台构建的相关问题进行简单的分析。一、封闭式数控教学平台的缺陷一是数控教学平台中的各个控制系统之间缺乏连贯能力，系统被分割成若干个独立的控制系统，无法通过操作平台将相关的技能训练有机地结合，对于系统设备的使用和维护也带来诸多不便。二是由于系统具有封闭性，所以在系统功能的修改和扩充方面的难度较大，受到的局限较多，无法将专门的技术和工艺进行集成，这对于产品的核心竞争力产生了一定的影响。三是封闭式数控教学平台需要使用专用的硬件和软件系统结构，系统的兼容性较差，而且不利于系统功能的持续开发与升级。二、PMAC运动控制器的功能PMAC运动控制器采用了摩托罗拉公司的高性能数字信号处理器DSP56000作为CPU，是目前功能最为强大的控制器之一。同时，其本身具有很强的可操作性和灵活性，在同一台主机系统中可以实现不同系统的组合，通过一台PC机最多可以同时实现32根轴的控制。PMAC控制器也可以作为单独的控制器使用，其独特的大宽带输入特性是普通控制器的10～15倍，因此被广泛地引用于数控机床、在线检测、卫星定位等领域中。PMAC控制器的应用，为开放式数控教学平台的建设提供了机床功能、计时检测等功能，同时也可以通过PMAC强大的控制和处理功能，实现资源的优化管理。开放性是PMAC最大的优势，主要体现在两个方面：第一是硬件结构的开放性。PMAC控制器具有很强的兼容性，可以适应多种不同的硬件操作平台，用户可以根据功能需要开发自己的主机。同时，PMAC适用于所有的电动机运行方式，也可以对各种检测元件的结果实时反馈，对所有的坐标信息、保护信息等向大部分用户开放；在系统的设计方面也较为灵活，不受硬件设备的限制，也可以在系统设计过程中融入多种先进的设计方法，可以同时实现多个不同电动机的同时运转。第二是软件结构的开放性。PMAC支持各种不同的计算机编程语言，如C++、 VB、 VC等，同时也可以根据用户的需求开发新的人机互动界面。PMAC在机床语言方面具有的开放性是其最大的特点，用户可以调用系统中已有的直线、样条等模式，也可以根据教学需求，自定义G代码、T代码等，实现一个数控教学平台环境下不同语言的运行。三、基于PMAC的开放式数控教学平台1.开放式数控的基本原理传统的数控教学平台是封闭的系统结构。这种数控系统虽然操作简单，但是不利于在系统中加入新的控制技术，功能扩展的难度较大。随着PMAC控制器逐渐被应用，传统的封闭式数控操作平台的弊端显得更加明显，为了适应科学技术的快速发展，需要对封闭式的数控教学平台进行改进。通过PMAC控制器的应用，可以根据用户的需求对系统功能进行重新配置，也可以实现加工过程与控制过程的全程监控，而且不需要重新配置硬件和软件，使系统具有较强的兼容性和开放性。PMAC控制器中应用的PC硬件平台和操作系统是一种基于开放性总线的系统，因此其具有模块化、可嵌入的特点，为数控教学平台的运行和功能扩展提供了保证。2.数控教学平台的组成基于PMAC的数控教学平台主要包括数控装置、变频调速主轴、三相异步电动机、交流伺服单元等几个部分组成，构成以教学操作为主的机床控制平台，系统框架组成如下图所示。3.数控教学平台的功能基于PMAC的开放式数控教学平台，可以为学生学习和掌握数控编程提供更大的空间，同时在数控系统电气设计、安装、调试等方面能够有效地提高学生的动手能力。该平台采用模块化设计，方便系统测试和运行，同时可以模拟工业生产过程，根据教学内容和教学目标的要求，指导学生对数控电子系统进行安装和调试，有利于培养学生的动手实践能力。网 http://www.lw2005.com
参考文献：[1]潘铭.基于PMAC的开放式数控教学平台的研究[D].南京理工大学，2009(9).（作者单位：南阳市高级技工学校）