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随着开放式数控系统(Open Numerical Control system,以下简称:ONC系统)的发展,要求数控系统能够兼容多种总线协议、支持不同协议下的总线设备,如伺服驱动器、I/O单元等。而现有的伺服控制器等设备向用户提供的接口依赖于底层硬件及总线协议,从而造成了封闭、兼容性差等缺点。针对上述问题,本课题结合国家科技重大专项:“高档数控机床与基础制造装备”的课题“开放式数控系统支撑平台建设”的要求,对开放式数控系统和数控系统总线进行了概述,并重点解决了以下问题:
一是设计了一个行规层的具体模型。ONC系统国标中给出了开放式数控系统总线的体系结构,将传统现场总线的应用层分为行规层和应用层,行规层抽象了特定设备装置的行为规范,向数控系统提供通用的特定设备的服务接口,是连接数控系统软件和数控系统设备的桥梁,本文通过参考相关规范,设计了一个行规层具体模型,可以屏蔽不同数控系统总线并向CNC用户提供统一接口,增强了数控系统的开放性和数控行业的专业性。
二是详细设计实现了行规层的统一的服务接口。实现了总线管理、接口管理、轴控等模块,为用户空间和内核空间的应用提供一致的服务接口。
三是实现了一个用户空间的总线配置工具实例,最后对运行在内核空间的使用MECHATROLINKⅢ协议的蓝天数控系统进行了应用测试,验证了该行规层具体模型及软件接口的正确性与可行性。