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。

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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。

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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）