外文翻译--数控系统和PLC 中文版

毕业设计 (论文 )外文资料翻译 系 部： 机械工程系 专 业： 机械工程及自动化 姓 名： 学 号： 外文出处： 1991, 附 件： 指导教师评语： 签名： 年 月 日 附件 1：外文资料翻译译文 数控系统和 他们是同一个机器工具？ 摘要 计算机数控控制器（数控） 设计传统方法为将该体系结构划分为三个部分，分别为： 可编程逻辑控制器（ ，一个黑匣子，可以称为 数控装置执行器 （ 一个包括 控制器和 控制轴的综合实体。本文阐述了该结构的缺点，然后提出 一种新 的 数控系统。 我们得出结论，即 过是一个发展的 置。 体系结构 可编程控制器的 结构传统上有两个部分组成： 控制台和执行 机构。 控制台 为操作员 提供了一个 “ 人机界面 ” 来进行交互式设计编程，并且由于这个原因，它 不受实时限制。 执行机构 控制基本任务 的调度，该任务能够 使得 行 工作并且确保相关的的时限。执行机构启动和管理不同的周期性的循环动作。控制台的目的是“人机界面”而执行机构 目的 是“调度”。 在大多数情况下，可以指出 ， 主要目的是独立工 作，也就是说， 不用控制台 。 数控 装置运用 使用 从所有机床应用 中主要呈现三种使用类型： 本 地 使用，直接数字控制 使用和远程使用。 在本地使用中，操作员就站在 机床 附近 。 他直接输入命令，并 通过控制 旋钮和按钮， 来 控制机床和加工过程。 他也 可以创建和编辑工具描述 器 和部分程序， 就是那 些最新的 控代码或类似的代码 程序 。 零件的 设计和辅助制造 在本文也可以实现，尽管 这些工作 可能不是很适合 机床周围比较差的环境 （如噪音，高温，多尘） 。 直接数字控制 使用增加了下载（上传） 主机 文件功能部分，主机集中了各部分程序，即 可以被看作是一个 文件服务器 ; 那些操作仍让受控于处于机床旁边的一个操作员。 在某些情况下， 需提供一个邮件服务器，使得 远距离的操作员之间可能用邮件联系彼此。 这种 了能够将零件程序和工件描述器传送给文件服务器外，其使用类型与本地数控系统基本相似。 第三类 使用 主要集中 于 灵活 生产 和自我维护说明。 它 能够对数控装置 提供一个充分远程 控制。数控系统必须管理和 检测 工具和部件 。一方面 来发送收集 到的充分内部信息，该信息报告了 置操作的状态。另一方面 来 接收控制命令 ，最后与外部设备保持同步。 所有这些新功能包含了一些重要问题 ，那就是 创造 出新 的机会来确定新的概念，如，“ 工作 观念”，但是这不是这篇文章的主要目的，所以这里就不做介绍了。从第三类使用中， 得到一个非常重要的事实就是在柔性制造中，数控系统的人机界面不是特别有用，因为人机界面只是 操作员 用来进行设备维护的。事实上， 在柔性制造环境中，数控系统需要操作的重要部分是执行部分。 现在我 们 可以说，我们的主要目标是 建立这样的一个结构框架，该框架能够完成这三类使用所有的需求。 数控设计 修订 ：双实体结构 基于上文开发系统 考虑 ，本文 把整个 数控系统体系结构 分成两个部分：控制台和执行部件。控制台的目的是用作一个复 杂的人机界面或者演变终端。执行机构的目的是控制加工过程。严格的说， 在柔性制造环境中，执行装置的 存在 不是必须的。事实上， 置控制和决策的智能都集中在执行机构中， 因此 创建了 一种只有一 关和紧急停止按钮 的 黑匣子。 控制台的基本要求 包括 下列的功能： 显 示加工参数。 在数控的 码 中 创建，显示和编辑部分编写的程序。 创建，显示和编辑工具描述符 。 为 零件 程序 提供 辅助 图形工具。 以 永久的方式（硬盘）存放的 部分 程序和工具描述 符 。 调整辅助设备的自动装置和显示它们的状态（ 在数控配置阶段 ）。 调整 主 轴 控制器 的 参数 。 设置执行部分 的 配置参数。 在执行机构中加载一项任务。 显示和存储 将要分析 的统计资料。 执行预定义的测试程序 为了产生一个执行机构的诊断模式，为了以后可以追踪已报告过的问题。 打印所有显示或储存的信息 。 建立一个 控制器的最可行的 方式是 选择一个 微处理器 ， 即， 它的操 作系统和图形工具箱提供的服务 ， 能够 足够的用软件来满足上述要求。作为一个单独的 部件 ，为了能够跟随新进程（例如新的人机界面概念）和新的科技技术（如，可以增加性能的新的硬件结构）， 控制台 应该 可以很容易 独立的升级 。 此外，设计通用控制台的第一步是 使 控制台独立 。 这种状况下的分析和对错误的诊断没有进行错误分析的基础上， 我们可以说控制台 所扮演的角色对于数控装置来说和对与 说它们的作用是相同的。 执行部件包括所有操作的所有功能，这些操作需要在一个 灵活的制造环节中工作，在这个环境中，机器工具以一种独立的方式工作。 就是说，没有操作员和工作台 。 更确切的说，执行机构的功能是共同承担三项基本要求： 执行要求： 把部分 数控 码 的程序翻译成易于理解的中间代码，且 可以通过工具校正器来实现。 为了考虑 用于机器加工的 工具 ，需要修改加工轨迹。 管理不同加工 操作的 序列 。 控制辅助设备（如润滑，换刀） 生 成 的轨迹 。 控制轴 。 与 现场总线 进行通信 （如果存在） 。 管理要求 ： 以适当的方式 存储当前的 “ 工作 ” 和下一个 工作，以便于 更 更新在机加工过程中的工具 集中的工具描述器 （ 如更新的信息数据 生命周期 ）。 以 半永久性的方式存储 配置参数。 更 新和管理 日志，该日志包含一些已经标记为报告过的时间信息。 适当的时刻执行自动诊断 。 独立操作（没有操作员）的重要附加要求： 管理计算机进行通信。 当工具不工作时进行检测。 检测工具磨损。 识别工具。 管理和识别托盘。 识别工具 零 件 并尽 可能 检测 他们。 这些要求显示出执行机构受到 硬件的 实时限制（与控制台相反。）由于执行机构自身的复杂性，数控设计师的所有实际知识都 集中 在执行机构上。 因此，在 完善这个实体和设计这个机构时必须 要特别 仔细。 在这种分析状况下，一些人可能会 讨论 在直接数字控制使用中存在的网络或者远距离控制使用 以 构成第三实体。实际上， 考虑制造自动化协议（ 类的网络协议，该服务由称之为制造消息规范的零件应用层提供。即使是这种情况，这种思想不在这篇文章要写的范围内。 执行设计： “传统 ”方法 设计一个数控系统的传统可接受方法是把结构分为三个实体：可 编程控制器， 计算机控制执行器 和轴。可编程控制器的主要功能是管理机床各种的辅助设备（主轴，润滑）。 计算机控制执行的 主要任务是翻译 控代码，以 根据运动帧 控制 执行主轴进给。 每个 可编程控制器和数控引导器都包括整个数控状态的一部分且他们任何一个都不能 获得或者 维持整个数控系统控制。他们是同时控制数控系统的。为了 能够进行控制 决策，可编程控制器和数控引导器必须明确整个数控系统状态。由于这个原因，状态数据被可编程控制器和数控引导器共同分享。 这些数据都设在一个共同的双端口存储器 里 ，或者 ， 在最坏的情况下，是 在两部分之 间 交换 。因此， 通过这种交互获得的高数据率通常构 成一系列的障碍，因为传输的物理介质通常是专用总线，这总线必须满足高科技中的高级功能要求。当 瑞士联邦技术学院于 1984 年开始的一 项 学校 性 的项目建立 了 一个数控系统的 样机时 ，这 一事实并不 太 明显。 所以，在 1987 年六月，基于“传统”数控的第一个样机已经设计实现了。 那时，通信问题 成了数控系统的关键问题，需要给予重视 ，所以决定 重 新设计其全部结构建立第二个样机 以 验证新的想法。伴着问题研究的深入， 开始了这项设计的研究工作。 执行： 心 ： 基于文献 博士学位论文的研究表明 执行 器核心可以设计 成 一个 称之为“服务的” 大型的有限状态 机调度计划，如图 1 所示。 与 “ 传统 ” 的架构比较， 一个 单独 的实体 控制执行机构， 且 执行机构的状态全部集中在这个单元。 这解决了前面提到关于数据共享的问题。 有限状态机的目的是保证不同服务之间的协调一致。它管理执行机构，包括 其结构 框架 ：该框架的 设计 是 为了在任何时刻做出正确抉择和做出合适的服务。通常情况下， 从执行的角度看，整个 有限状态机 可以看作是一种 核心。服务是一个相当独立的程序 部分，它包括其自己的数 据结构，该数据结构也可以与其他服务分享，它抽象的拥有代表服务状态的数据信息。所以，每一个服务 都应该由自己的虚拟处理器执行。 然而，一些实际的考虑坚持分组的原则，即欲把一些服务进行分组和分配单处理器（共同的）给每个组。实际上，“服务”的概念似乎看起来比数控执行机构中普遍包括的所有任务更广泛，即，如： 把 部分 以 码 写成的程序 翻译 成 中间代码。 以考虑到工具层面和磨损 进行 轨道 修正 。 进给和控制轴。 机器 下载 数据管理（检索和存储） 。 这些服务中暗含着一个相当复杂的计算过程，给处理器带来了 很大 的负荷因子，处理器理应 执行这些。这些部分取决于这些服务 是 利用数值算法（如工具校正）或者分析算法（ 国际标准化组织 的 翻译 ）的原因。由于性能原因，一项特别的执行可以分配高的速度和复杂的硬件计算这些服务 ， 成 为具体板的任务。它甚至可推测这些板 在可编程控制器的扩展板中已经存在，并只需要一个适应的软件。所以，存在的可编程控制器的硬件轻微的调整下就可以重新使用。可以指出，如果分享差值已经被选作轴的设计，考虑每个轴作为一项服务 仅仅只是 可以想象的 而已 。这是最后一个暗含轴的需要的要点。 ” 服务 ” 的精确的定义实际上是 我们研究 中部分 新的重点领域 。每项服务 的说明书已经可以推测了，为了精确，必须正式。自从“服务”成为数控中再次利用的部分，“胶”必须给予一些相当的关注，所以，有限状态机将要合并他们。这个也将可能导致形式化描述技术。 一种实用的执行 为了验证我们的理论，我们已经计划在第二个数控样品上实施新的拟议结构。选择的目标编程语言是 行动数据自动化系统 ，由于 其验证程序和可移植性 。这项工程的总体设计是面向对象的方法，就是在整个设计方法中，实际上最适合这功能的是 由 行动数据自动化系统 提供的。 分配到硬件中的 该软件的功能实体 服从以下模式： 控制台 ： 个人电脑的 , 可能在未来取代了在 作站 ，该工作站 执行所有控制台 的 功能 。 执行机构 ： 摩 托罗拉 33 文本主板 （ 25 兆赫 ）致力于控制台通信和花费时间的服务（ 国际标准化组织 的翻译，工具校正， 机器 下载 数据管理 ）。 几个摩 托罗拉 33 文本主板 （ 25 兆赫 ）用来轴插补，每一个板执行一个以上轴插补（精确的数据取决于配置）。这些板支持轴服务。 一些 轴控制器 专有 板 。这些板在将来的升级中会消失，且将会被具体 数字伺服控制器 取代。 一个专用总线板管理 所有的机床传感器和制动器，除了那些关联轴。这一最新的限制（它是暂时的）是因为当与轴控制的时间需要相比 时 ，总线的实际缓慢。 所有的硬件封闭 在 的 架 里，并且所有板在通过总线时是相互关联的。所以， 所有执行 板 之间的通讯 是通过共享内存的。呼叫服务 使用 一个 特定的远程过程来 调用 ，为了能实时控制 ， 这个 服务 被特别开发了。该软件运行的主要执行板是非常小，小到是一块 核心软件。所以，非常容易的用 替这块板。 上述要求关于轴的分布式插值至今没有 造成 什么问题，在我们第一个样品，我们已经采取了 分散插 采用 所描述的概念 。只有升级和调整，在中描述的那样，是必要的。 此时 撰写本文 ，第二个样品已在测试阶段，但是已经充分发挥作用了。 这个将要证明数控只不过是一个可编程控制器，或者精确点是一个发展的为更先进的服务存在着。实际上， 这个新的架构 可以由 制执行，通过被看做协处理器的 和可编程控制器标准轴板运行的分散插补软件。 附件 2：外文原文 （复印件）