CNC控制(zhi)器的(de)特征(zheng)

　　CNC系(xi)統是(shi)壹(yi)個的(de)實(shi)時多任務計(ji)算機(ji)系(xi)統，在(zai)它(ta)的(de)控制(zhi)軟件中融(rong)合(he)了(le)當今計(ji)算(suan)機(ji)軟件技(ji)術中的(de)許多先(xian)進(jin)技術(shu)，下(xia)面分(fen)別加(jia)以(yi)介紹。
　　
　　1.曲(qu)線曲面的(de)非均(jun)勻有(you)理B樣(yang)條（NURBS）插(cha)補該項(xiang)技術采用沿(yan)曲(qu)線插(cha)補的(de)方式，而(er)不(bu)是(shi)采用壹(yi)系(xi)列短直(zhi)線(xian)來擬(ni)合(he)曲(qu)線。這壹(yi)技術(shu)的(de)應用已(yi)經相(xiang)當(dang)普遍(bian)。許(xu)多(duo)模具(ju)行(xing)業(ye)目前(qian)使用的(de)CAM軟件都(dou)提供(gong)了(le)壹(yi)個選(xuan)項，即(ji)生(sheng)成NURBS插(cha)補格(ge)式的(de)零(ling)件程(cheng)序。同(tong)時，功能強大(da)的(de)CNC還提供(gong)了(le)五軸插(cha)補功能以(yi)及與(yu)此(ci)相(xiang)關的(de)特性。這些(xie)性能提高(gao)了(le)表面精(jing)加(jia)工的(de)質(zhi)量，改(gai)善了(le)電機運(yun)行(xing)的(de)平穩度(du)，提(ti)高(gao)了(le)切削(xue)速(su)度(du)，並使零(ling)件加(jia)工程序更小。
　　
　　2.更小的(de)指(zhi)令單位大多數的(de)CNC系(xi)統向機床主(zhu)軸傳(chuan)遞運(yun)動(dong)和定(ding)位指(zhi)令的(de)單位不(bu)小(xiao)於1微米(mi)。在充(chong)分(fen)利(li)用CPU處(chu)理(li)能力(li)提(ti)高(gao)這壹(yi)優(you)勢(shi)後，壹(yi)些CNC系(xi)統的(de)zui小指(zhi)令單位甚至可達到(dao)1納米(mi)（0.000001mm）。在指(zhi)令單位縮(suo)小1000倍後，可獲得更高(gao)的(de)加工精(jing)度(du)，可使電機運(yun)行(xing)得(de)更平穩。電機運(yun)行(xing)的(de)平穩使(shi)得壹(yi)些機(ji)床能夠在(zai)床身(shen)振(zhen)動(dong)不(bu)加(jia)大的(de)前提下(xia)，以(yi)更高(gao)的(de)加速(su)度(du)運(yun)行(xing)。
　　
　　3.鐘(zhong)形(xing)曲(qu)線加速(su)/減速(su)也稱(cheng)作(zuo)為(wei)S曲(qu)線加(jia)速(su)/減速(su)，或(huo)爬(pa)行(xing)控制(zhi)。與(yu)使(shi)用直(zhi)線(xian)加速(su)方式相(xiang)比(bi)，這(zhe)種(zhong)方式可使機床獲(huo)得(de)更好的(de)加*果。與(yu)其(qi)它(ta)加速(su)方式相(xiang)比(bi)，也包括(kuo)直(zhi)線(xian)方式和(he)指(zhi)數方式，采用鐘(zhong)形(xing)曲(qu)線方式可獲得更小的(de)定(ding)位誤差(cha)。
　　
　　4.待加(jia)工(gong)軌跡(ji)監控這(zhe)壹(yi)技術(shu)已被廣泛使用，該技(ji)術具有(you)眾(zhong)多性能差(cha)異(yi)，使其(qi)在低(di)檔控制(zhi)系(xi)統中的(de)工作(zuo)方式與(yu)控制(zhi)系(xi)統中的(de)工作(zuo)方式得(de)以(yi)區(qu)別開(kai)來。總的(de)來講，CNC就(jiu)是(shi)通(tong)過(guo)加工軌跡(ji)監控來(lai)實(shi)現對(dui)程(cheng)序(xu)的(de)預處(chu)理(li)，以(yi)此來(lai)確(que)保(bao)能獲得(de)更優(you)異(yi)的(de)加速(su)/減速(su)控制(zhi)。根據(ju)不(bu)同(tong)的(de)CNC的(de)性能，待加(jia)工(gong)軌跡(ji)監控所(suo)需的(de)程序塊數(shu)量從(cong)兩個到(dao)上百(bai)個不(bu)等(deng)，這主(zhu)要取(qu)決於(yu)零(ling)件程(cheng)序的(de)zui短加(jia)工時間(jian)和加速(su)/減速(su)的(de)時間(jian)常數。壹(yi)般而(er)言，要(yao)想滿(man)足加(jia)工(gong)要求，至少需要(yao)十(shi)五個待加(jia)工(gong)軌跡(ji)監控程(cheng)序塊。
　　
　　5.數(shu)字(zi)伺(si)服控制(zhi)數字伺(si)服系(xi)統的(de)發展如此迅(xun)速(su)，以(yi)至於大(da)多(duo)數機床制(zhi)造商(shang)都(dou)選(xuan)擇該系(xi)統作(zuo)為(wei)機(ji)床的(de)伺(si)服控制(zhi)系(xi)統。使(shi)用該系(xi)統後(hou)，CNC能夠更及時地控制(zhi)伺(si)服系(xi)統，而(er)且(qie)CNC對(dui)機(ji)床的(de)控制(zhi)也變(bian)得更。
　　
　　數字伺(si)服系(xi)統的(de)作(zuo)用如(ru)下(xia)：
　　
　　1）將提(ti)高(gao)電流環(huan)路的(de)采樣(yang)速(su)度(du)，再(zai)加上電流環(huan)控制(zhi)的(de)改善，從(cong)而(er)降低(di)電機溫(wen)升(sheng)。這樣(yang)，不(bu)僅可以(yi)延長電機的(de)壽命(ming)，還(hai)可以(yi)減少傳遞(di)到(dao)滾(gun)珠絲杠的(de)熱(re)量，從(cong)而(er)提高(gao)絲杠的(de)精(jing)度(du)。除(chu)此之外，采樣(yang)速(su)度(du)的(de)加快還(hai)可以(yi)提高(gao)速(su)度(du)回(hui)路的(de)增益(yi)，這些(xie)都有(you)助於(yu)提高(gao)機床的(de)整(zheng)體性能。
　　
　　2）由於(yu)許(xu)多新的(de)CNC使用高(gao)速(su)序列與(yu)伺(si)服回(hui)路相(xiang)連(lian)，因此(ci)通(tong)過(guo)通(tong)訊鏈(lian)路，CNC可獲得更多的(de)電機和(he)驅動(dong)裝置的(de)工作(zuo)信息。這(zhe)可提高(gao)機床的(de)維護(hu)性能。
　　
　　3）連(lian)續的(de)位置反饋允(yun)許(xu)在(zai)高(gao)速(su)進(jin)給(gei)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)進(jin)行(xing)高(gao)精(jing)度(du)的(de)加工。CNC運(yun)算(suan)速(su)度(du)的(de)加快使(shi)得位置反饋的(de)速(su)率(lv)成(cheng)為(wei)制(zhi)約機(ji)床運(yun)行(xing)速(su)度(du)的(de)瓶(ping)頸。在傳(chuan)統(tong)的(de)反饋方式中，隨著CNC和電子設(she)備的(de)外部編碼器(qi)的(de)采樣(yang)速(su)度(du)的(de)變化(hua)，反(fan)饋速(su)度(du)受(shou)到(dao)信(xin)號(hao)類型(xing)的(de)制約。采用串(chuan)行(xing)反(fan)饋，這(zhe)壹(yi)問(wen)題(ti)將(jiang)得(de)到(dao)很(hen)好(hao)的(de)解(jie)決。即(ji)使(shi)機床以(yi)很高(gao)的(de)速(su)度(du)運(yun)行(xing)，也可達到(dao)精(jing)密(mi)的(de)反饋精(jing)度(du)。
　　
　　6.直(zhi)線(xian)電機近幾(ji)年來(lai)，直(zhi)線(xian)電機的(de)工作(zuo)性能和歡迎(ying)度(du)有(you)了(le)顯著的(de)提高(gao)，所(suo)以(yi)很多(duo)加工中心采用了(le)這壹(yi)裝置。至今，Fanuc公(gong)司(si)至少已經安(an)裝了(le)1000臺(tai)直(zhi)線(xian)電機。GEFanuc的(de)壹(yi)些先(xian)進(jin)技術(shu)使(shi)得(de)機床上的(de)直(zhi)線(xian)電機的(de)zui大輸出力(li)為(wei)15,500N，zui大(da)加速(su)度(du)為(wei)30g。另壹(yi)些先(xian)進(jin)技術(shu)的(de)應用使(shi)機(ji)床的(de)尺(chi)寸(cun)得(de)以(yi)減小(xiao)，重量得(de)以(yi)減輕，冷卻(que)效(xiao)率(lv)大(da)為(wei)提(ti)高(gao)。所(suo)有(you)這些(xie)技術(shu)上的(de)進(jin)步使(shi)直(zhi)線(xian)電機在(zai)與(yu)旋(xuan)轉(zhuan)電機相(xiang)比(bi)時，優(you)勢(shi)更強：更高(gao)的(de)加/減速(su)率(lv)；更準(zhun)確(que)的(de)定(ding)位控制(zhi)，更高(gao)的(de)剛度(du)；更高(gao)的(de)可靠性；內部的(de)動(dong)態(tai)制(zhi)動(dong)。>CNC控制(zhi)器的(de)特點
　　
　　1、多坐標(biao)、多系(xi)統控制(zhi)
　　
　　比如FANUC的(de)控制(zhi)器11S30i—MODELA系(xi)統，zui大(da)控制(zhi)系(xi)統數(shu)為(wei)10個系(xi)統（通(tong)道(dao)），zui多軸(zhou)數和zui大主(zhu)軸配(pei)置數(shu)為(wei)40軸(zhou)，其(qi)中進(jin)給(gei)軸32軸(zhou)，主(zhu)軸為(wei)8軸(zhou)，zui大同(tong)時控制(zhi)軸數為(wei)24軸(zhou)／系(xi)統。zui大(da)PMC系(xi)統為(wei)3個系(xi)統。zui大(da)I／O點數為(wei)4096點／4096點，PMC基本命(ming)令速(su)度(du)為(wei)25ns。zui大(da)可預讀程序段：1000段(duan)。這(zhe)是(shi)當前世(shi)界(jie)配置(zhi)zui高(gao)的(de)數控系(xi)統。由(you)於具(ju)有(you)多軸(zhou)多系(xi)統配(pei)置，因此(ci)特別適(shi)合(he)大(da)型(xing)自動(dong)機床，復合(he)機(ji)床，多(duo)頭(tou)機床等(deng)的(de)需要。
　　
　　2、高(gao)精(jing)、高(gao)速(su)加工(gong)功能
　　
　　這是(shi)CNC系(xi)統zui重(zhong)要的(de)功能，由於(yu)有(you)了(le)這個功能，使制(zhi)造技(ji)術(shu)（MT）大(da)大地(di)向前發(fa)展了(le)。數控機(ji)床采用計(ji)算(suan)機控制(zhi)，可以(yi)保證加工(gong)的(de)零(ling)件具(ju)有(you)很高(gao)的(de)精(jing)度(du)重(zhong)復性。但(dan)為(wei)了(le)得到(dao)壹(yi)定(ding)的(de)功能，輸入(ru)控制(zhi)器的(de)信號(hao)要經過(guo)壹(yi)系(xi)列處(chu)理(li)，不(bu)可避免(mian)地要(yao)失真(zhen)、延(yan)時。因此(ci)在(zai)高(gao)速(su)加工(gong)時，要保持高(gao)的(de)加工精(jing)度(du)就(jiu)要采取(qu)壹(yi)定(ding)的(de)措施減少失真(zhen)、延(yan)時。高(gao)精(jing)、高(gao)速(su)的(de)加工，除(chu)了(le)機械(xie)設(she)計(ji)和制造要(yao)保(bao)證能實(shi)現目(mu)標(biao)外，對CNC系(xi)統的(de)要求主(zhu)要是(shi)處(chu)理(li)速(su)度(du)快(kuai)、控制(zhi)精(jing)度(du)高(gao)。采用前(qian)饋控制(zhi)，以(yi)補償由於伺(si)服滯(zhi)後(hou)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)誤差(cha)，提(ti)高(gao)加工精(jing)度(du)。適(shi)當(dang)控制(zhi)進(jin)給(gei)率(lv)和(he)采用恰當的(de)加減速(su)曲線(xian)可以(yi)減少加減速(su)滯(zhi)後(hou)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)誤差(cha)。“前(qian)瞻”控制(zhi)在程序執行(xing)前(qian)對運(yun)動(dong)數據(ju)進(jin)行(xing)計(ji)算、處(chu)理(li)和多段緩(huan)沖(chong)，從而(er)控制(zhi)刀具按高(gao)速(su)運(yun)動(dong)，而(er)且(qie)誤(wu)差(cha)很(hen)小。對(dui)於機(ji)床平滑運(yun)行(xing)的(de)高(gao)精(jing)度(du)輪(lun)廓控制(zhi)，采用對(dui)指(zhi)令形(xing)式(shi)的(de)實(shi)時識(shi)別，可以(yi)*地控制(zhi)速(su)度(du)、加(jia)速(su)度(du)和(he)加加速(su)度(du)，因而(er)使加(jia)工(gong)總是(shi)保持在*狀態(tai)。為(wei)了(le)防止擾動(dong)，開發(fa)數字(zi)濾(lv)波器(qi)的(de)技術，以(yi)消除(chu)機械(xie)的(de)諧振，提(ti)高(gao)伺(si)服系(xi)統的(de)位置增益(yi)。高(gao)精(jing)進(jin)給(gei)和主(zhu)軸的(de)伺(si)服系(xi)統對(dui)高(gao)速(su)、高(gao)精(jing)和(he)十分(fen)重(zhong)要(yao)。目(mu)前主(zhu)要從(cong)以(yi)下(xia)幾方面提高(gao)其(qi)性能。減少電機和(he)驅動(dong)器以(yi)及控制(zhi)單元的(de)大小，提(ti)高(gao)編碼器(qi)的(de)分(fen)辨(bian)率(lv)；直(zhi)線(xian)移(yi)動(dong)軸可以(yi)來用直(zhi)線(xian)伺(si)服電機驅動(dong)；減少機械(xie)傳動(dong)鏈(lian)，提(ti)高(gao)剛度(du)，提(ti)高(gao)精(jing)度(du)。當(dang)主(zhu)軸電機采用同(tong)步電機時，它(ta)非常適(shi)用於(yu)齒(chi)輪機(ji)床的(de)系(xi)統，齒(chi)輪機(ji)床有(you)時需要很低(di)的(de)主(zhu)軸速(su)度(du)，但(dan)精(jing)度(du)很(hen)高(gao)。比如，FANUC伺(si)服電機的(de)設(she)計(ji)體積(ji)小(xiao)，采用高(gao)增益(yi)控制(zhi)，伺(si)服電機是(shi)無(wu)齒槽(cao)效(xiao)應的(de)電機，帶(dai)有(you)1.6xlo’脈沖／轉(zhuan)分(fen)辨(bian)率(lv)的(de)編碼器(qi)。伺(si)服控制(zhi)采用交流數字(zi)伺(si)服控制(zhi)，具有(you)很高(gao)電流檢測(ce)精(jing)度(du)，采用相(xiang)應(ying)的(de)硬件，可以(yi)產(chan)生(sheng)所(suo)謂“納米(mi)控制(zhi)”，也就(jiu)是(shi)在系(xi)統檢(jian)測(ce)分(fen)辨(bian)率(lv)為(wei)1嶺(ling)m時，插補分(fen)辨(bian)率(lv)可以(yi)達到(dao)1nm；它(ta)使在(zai)CNC內部的(de)計算誤(wu)差(cha)zui小(xiao)化(hua)，每次內部計算(suan)以(yi)納米(mi)或(huo)更小的(de)單位，大大提高(gao)了(le)加工(gong)的(de)質(zhi)量。對(dui)於控制(zhi)直(zhi)線(xian)電機，設(she)計(ji)數字濾(lv)波器(qi)以(yi)避免(mian)直(zhi)接驅動(dong)機械(xie)帶來(lai)的(de)多點諧振(zhen)特性，聯合(he)這(zhe)些功能，機床刀(dao)具(ju)的(de)運(yun)動(dong)就(jiu)可以(yi)準(zhun)確(que)地(di)按(an)照著指(zhi)令執行(xing)。對(dui)於加工具(ju)有(you)自由(you)曲(qu)面的(de)模具(ju)，會在程(cheng)序段(duan)之(zhi)間(jian)出現(xian)條紋(wen)，為(wei)了(le)解(jie)決這(zhe)個問(wen)題(ti)，FANUC開(kai)發(fa)了(le)“納米(mi)平滑”功能，圓整(zheng)CNC指(zhi)令的(de)公(gong)差(cha)，以(yi)“納米(mi)”為(wei)單(dan)位評估原(yuan)始曲(qu)線，並對其(qi)進(jin)行(xing)NURBS插(cha)補。這(zhe)些性能滿(man)足了(le)機床“高(gao)速(su)高(gao)精(jing)”以(yi)及“低(di)速(su)高(gao)精(jing)”的(de)要求。
　　
　　3、軸(zhou)加(jia)工和(he)復雜加工(gong)功能
　　
　　由於(yu)5軸(zhou)加工工(gong)藝(yi)合(he)理(li)，相(xiang)對(dui)於(yu)3維(wei)曲面加工(gong)，它(ta)可以(yi)充(chong)分(fen)利(li)用刀(dao)具(ju)的(de)*幾何形(xing)狀進(jin)行(xing)切(qie)削，在復雜形(xing)狀的(de)高(gao)速(su)高(gao)精(jing)加(jia)工中可以(yi)提率(lv)，提(ti)高(gao)光潔度(du)。因此(ci)得(de)到(dao)越(yue)來(lai)越(yue)廣(guang)泛的(de)應用。5軸(zhou)加(jia)工的(de)機械(xie)其(qi)配置主(zhu)要有(you)刀具(ju)旋(xuan)轉(zhuan)方式、工(gong)作(zuo)臺(tai)旋(xuan)轉(zhuan)方式和(he)這兩種(zhong)的(de)混(hun)合(he)方式。因此(ci)5軸(zhou)加工(gong)功能要能滿(man)足各(ge)種(zhong)配置的(de)要求。根據(ju)5軸(zhou)加工的(de)特點，把(ba)它(ta)們(men)，比如(ru)TCP（刀具(ju)中心控制(zhi)），刀具半(ban)徑補償等功能，應用到(dao)不(bu)同(tong)機械(xie)配置(zhi)的(de)5軸加工(gong)機床。
　　
　　4、數(shu)控復臺(tai)功能
　　
　　為(wei)了(le)提高(gao)生(sheng)產(chan)率(lv)，數(shu)控復合(he)加(jia)工機床的(de)開發和(he)制造已(yi)變(bian)成(cheng)數控機(ji)床的(de)壹(yi)種(zhong)發展趨(qu)勢(shi)。復合(he)加(jia)工機床是(shi)指(zhi)在同(tong)壹(yi)機械(xie)上可以(yi)進(jin)行(xing)多(duo)種(zhong)工藝的(de)加工，如(ru)在壹(yi)臺(tai)機(ji)床上可以(yi)進(jin)行(xing)車(che)加(jia)工、銑(xi)加(jia)工(gong)、錘(chui)加工等，比如(ru)，壹(yi)個圓柱體要進(jin)行(xing)圓柱表面的(de)車(che)削(xue)、錘子L、還要(yao)求在(zai)圓柱面上銑(xi)溝槽(cao)，這(zhe)些(xie)加(jia)工(gong)都要求在(zai)同(tong)壹(yi)臺(tai)數(shu)控機(ji)床上完成(cheng)。這樣(yang)就(jiu)能大大(da)提(ti)高(gao)生(sheng)產(chan)率(lv)。因此(ci)，對(dui)於數(shu)控復合(he)機(ji)床，百(bai)先(xian)需要(yao)增加(jia)可以(yi)用於(yu)進(jin)行(xing)復合(he)加(jia)工功能的(de)控制(zhi)系(xi)統，比(bi)如銑(xi)床需(xu)要(yao)增(zeng)加螺(luo)錐線(xian)功能、螺(luo)旋(xuan)線(xian)功能、3維圓弧功能、刀具(ju)中心點控制(zhi)等，另外，刀具(ju)補償功能也需(xu)要既(ji)有(you)車(che)加(jia)工又(you)有(you)銑(xi)加(jia)工(gong)的(de)功能。除此(ci)以(yi)外，這種(zhong)機床還(hai)經常(chang)需(xu)要高(gao)速(su)加工(gong)。為(wei)了(le)通(tong)過(guo)PC或(huo)數(shu)控系(xi)統本(ben)身(shen)對(dui)多(duo)臺(tai)機(ji)床進(jin)行(xing)集(ji)中監控和(he)管理，系(xi)統需(xu)要通(tong)過(guo)網絡進(jin)行(xing)通(tong)信(xin)。以(yi)便傳(chuan)遞程序，監控加(jia)工狀態(tai)。除(chu)此(ci)以(yi)外，網絡功能還可以(yi)傳送(song)維修(xiu)數(shu)據(ju)，對(dui)系(xi)統進(jin)行(xing)遠(yuan)程控制(zhi)、操作(zuo)和診斷；傳送(song)CAD／CAM數(shu)據。CNC具(ju)有(you)現場通(tong)信(xin)網(wang)絡功能，就(jiu)可以(yi)在CNC與(yu)伺(si)服裝置之間(jian)，CNC與(yu)I／o控制(zhi)之間(jian)傳遞控制(zhi)、監控和(he)診斷數據(ju)。目(mu)前主(zhu)要采用以(yi)太網(wang)以(yi)及現(xian)場總線(xian)。隨著技術(shu)的(de)發展，應用無(wu)線技(ji)術(shu)也已(yi)經出現(xian)。無(wu)線技(ji)術(shu)可以(yi)使信(xin)息到(dao)達幾乎(hu)是(shi)任何(he)地(di)方。
　　
　　6、高(gao)可靠性和安(an)全性功能
　　
　　CNC系(xi)統與(yu)數(shu)控機(ji)床壹(yi)起，工(gong)作(zuo)在底層(ceng)車(che)間(jian)，經受(shou)惡劣的(de)環(huan)境，如(ru)：溫度(du)，濕度(du)，振(zhen)動(dong)，油霧(wu)，粉(fen)塵(chen)的(de)影(ying)響(xiang)，同(tong)時又(you)要(yao)求連(lian)續工(gong)作(zuo)；因此(ci)對(dui)可靠性要求特別高(gao)，除了(le)可靠性設(she)計(ji)、制造工(gong)藝(yi)等(deng)措施(shi)外，現代(dai)數(shu)控系(xi)統的(de)可靠性主(zhu)要采取(qu)以(yi)下(xia)措施(shi)：①采用光(guang)纖(xian)，減少電纜連(lian)接，比(bi)如(ru)FANUC的(de)數控系(xi)統通(tong)過(guo)光纖連(lian)接CNC和(he)伺(si)服放大器(qi)，以(yi)串(chuan)行(xing)高(gao)速(su)的(de)方式從(cong)CNC到(dao)多(duo)個伺(si)服放大器(qi)傳(chuan)遞大量的(de)數據。②采用糾(jiu)錯(cuo)碼（ECC：EnorCorrectingCODe）傳(chuan)送(song)數據，隨(sui)著軟件高(gao)速(su)處(chu)理(li)大量數(shu)據，也要(yao)求對(dui)微處(chu)理(li)器、存儲(chu)器和LSI的(de)處(chu)理(li)速(su)度(du)大(da)大提高(gao)。由於這些(xie)安(an)裝在CNC的(de)印(yin)刷板(ban)上的(de)高(gao)速(su)電子元(yuan)器(qi)件進(jin)行(xing)高(gao)速(su)讀、寫(xie)和(he)傳(chuan)遞數(shu)據時，由IC驅動(dong)的(de)信號(hao)波形(xing)變(bian)為(wei)滯(zhi)後(hou)，在(zai)這(zhe)樣(yang)的(de)狀況(kuang)下(xia)，不(bu)采用模擬(ni)電路處(chu)理(li)的(de)方法(fa)時，導致(zhi)不(bu)能正確(que)地(di)傳(chuan)遞數字(zi)信(xin)號(hao)。另外，在電子元(yuan)件(jian)低(di)壓(ya)供(gong)電時，降低(di)了(le)電路低(di)抗(kang)噪音的(de)運(yun)行(xing)範(fan)圍(wei)。為(wei)此(ci)，CNC電路將(jiang)采取(qu)更先(xian)進(jin)的(de)糾錯碼(ma)傳遞(di)數據(ju)。ECC是(shi)壹(yi)種(zhong)領前的(de)高(gao)可靠性技術(shu)，通(tong)過(guo)把(ba)ECC加(jia)到(dao)數(shu)據(ju)上以(yi)傳送(song)各(ge)種(zhong)不(bu)同(tong)型(xing)式(shi)的(de)數據，使(shi)系(xi)統更可靠。②采用雙檢安(an)全（DualCheckSa缸y）措(cuo)施。“雙檢安(an)全”與(yu)歐(ou)洲安全標(biao)準(zhun)（EN954—1）壹(yi)致。它(ta)的(de)原(yuan)理是(shi)在CNC內嵌(qian)人多(duo)個處(chu)理(li)器冗(rong)余(yu)地(di)監控伺(si)服電機和(he)主(zhu)軸電機以(yi)及與(yu)安(an)全相(xiang)關的(de)I／0信號(hao)並使用急停(ting)與(yu)相(xiang)關的(de)I／0電路使(shi)系(xi)統安(an)全地運(yun)行(xing)和(he)停(ting)止。>CNC控制(zhi)器的(de)開放
　　
　　當出現(xian)NC機(ji)床以(yi)後，制(zhi)造廠(chang)家就(jiu)希(xi)望能打開(kai)NC系(xi)統這(zhe)個黑盒(he)子(zi)，部分(fen)或(huo)全部地代(dai)替(ti)機(ji)床設(she)計(ji)師(shi)和(he)操作(zuo)者(zhe)的(de)大腦，具有(you)壹(yi)定(ding)的(de)智能，能把(ba)特殊(shu)的(de)加工工(gong)藝、管理經驗(yan)和操(cao)作(zuo)技能放進(jin)NC系(xi)統，同(tong)時也希(xi)望它(ta)具有(you)圖形(xing)交互、診斷等功能。這就(jiu)需要(yao)商用的(de)數控系(xi)統具(ju)有(you)友好(hao)的(de)人機界(jie)面和提(ti)供(gong)給(gei)用戶(hu)的(de)開發平臺(tai)。要(yao)求NC控制(zhi)器透明以(yi)使機(ji)床制(zhi)造商(shang)和(he)zui終(zhong)用戶(hu)可以(yi)自由(you)地(di)執行(xing)自己(ji)的(de)思想。於是(shi)產(chan)生(sheng)了(le)開放結構(gou)的(de)數控系(xi)統。
　　
　　IEEE“開(kai)放系(xi)統技(ji)術委(wei)員會”定(ding)義“開放結構(gou)”為(wei)：“開(kai)放系(xi)統所(suo)執行(xing)的(de)應用可以(yi)運(yun)行(xing)在(zai)多家制(zhi)造者(zhe)不(bu)同(tong)的(de)平臺(tai)；並可以(yi)與(yu)其(qi)他系(xi)統的(de)應用具(ju)有(you)互操作(zuo)性，且(qie)呈(cheng)現(xian)與(yu)用戶(hu)交互協同(tong)（1EEElo03.0）。”也可以(yi)用下(xia)列的(de)性能指(zhi)標(biao)評估控制(zhi)器的(de)開放性。比如(ru)應(ying)用模塊為(wei)AM：①移(yi)植(zhi)性：在保(bao)持應用模塊（AM）的(de)功能下(xia)，不(bu)需(xu)任何(he)變(bian)化(hua)就(jiu)可以(yi)應用到(dao)不(bu)同(tong)的(de)平臺(tai)。②擴展性：不(bu)同(tong)的(de)AM能運(yun)行(xing)在(zai)壹(yi)個平臺(tai)而(er)不(bu)出現(xian)沖(chong)突。③互操作(zuo)性：AM在壹(yi)起工(gong)作(zuo)時表現為(wei)相(xiang)互協同(tong)，可以(yi)根據(ju)定(ding)義相(xiang)互交換(huan)數(shu)據(ju)。④縮(suo)放性：按照用戶(hu)的(de)需要，AM的(de)功能、性能和硬件的(de)規模可以(yi)伸縮(suo)。
　　
　　開放結構(gou)的(de)控制(zhi)器（oAC）使控制(zhi)器銷(xiao)售商(shang)、機(ji)床制(zhi)造商(shang)和(he)zui終(zhong)用戶(hu)可以(yi)從柔(rou)性和敏(min)捷(jie)生(sheng)產(chan)中獲得較(jiao)大利(li)益(yi)。其(qi)主(zhu)要目(mu)標(biao)是(shi)在標(biao)準(zhun)化(hua)環(huan)境下(xia)采用開(kai)放的(de)接口(kou)使操作(zuo)方便，成(cheng)本降低(di)和(he)柔(rou)性增加(jia)。這(zhe)樣(yang)的(de)系(xi)統能力(li)被(bei)廣(guang)泛(fan)接受(shou)。軟件可以(yi)重復使(shi)用，用戶(hu)可以(yi)按照給(gei)定(ding)的(de)配置設(she)計(ji)他們(men)的(de)控制(zhi)器。
　　
　　控制(zhi)系(xi)統的(de)開放體系(xi)結構(gou)由於考(kao)慮(lv)到(dao)對(dui)實(shi)時和可靠性要求很(hen)嚴(yan)格，因此(ci)是(shi)高(gao)度(du)復雜的(de)系(xi)統。其(qi)特點是(shi)基於PC，相(xiang)互鏈(lian)接的(de)關鍵結構(gou)為(wei)系(xi)統組(zu)件(jian)和(he)接口(kou)，系(xi)統組(zu)件(jian)由(you)軟件模塊和(he)硬件模塊所(suo)組(zu)成(cheng)。在(zai)開(kai)放系(xi)統中，各(ge)個組(zu)件(jian)和(he)接口(kou)還可以(yi)在制(zhi)造過(guo)程中實(shi)現增(zeng)加(jia)智能的(de)優(you)點。對於(yu)控制(zhi)的(de)復雜性，這些(xie)系(xi)統的(de)硬件和軟件是(shi)基本的(de)工具。控制(zhi)的(de)接口(kou)可以(yi)分(fen)成(cheng)兩組(zu)：內(nei)部和外部的(de)接口(kou)。①外部接口(kou)：這些接口(kou)連(lian)接系(xi)統和(he)監控單(dan)元以(yi)及子(zi)單元、用戶(hu)。它(ta)們(men)可以(yi)分(fen)為(wei)編程接口(kou)和通(tong)信(xin)接口(kou)。NC與(yu)PI‘C編程接口(kou)采用國(guo)家或(huo)標(biao)準(zhun)，如(ru)RS壹(yi)274、DIN66025、或(huo)IEC6l131—3。通(tong)訊接口(kou)也強烈(lie)地受(shou)標(biao)準(zhun)的(de)影(ying)響(xiang)。現(xian)場總線(xian)系(xi)統，如(ru)SERCOS，P凹(ao)肋us或(huo)DeviceNet用作(zuo)驅動(dong)和I／O的(de)接口(kou)。I，AN（局(ju)網LocalAreaNetwork）網(wang)絡主(zhu)要基於以(yi)太網(wang)和TCP／IP與(yu)監控系(xi)統連(lian)系(xi)的(de)接口(kou)。②內部接口(kou)：用於(yu)組(zu)件(jian)間(jian)的(de)互相(xiang)作(zuo)用和(he)數(shu)據交換(huan)，以(yi)形(xing)成(cheng)控制(zhi)系(xi)統的(de)核(he)心。在(zai)這方面，壹(yi)個重要的(de)性能是(shi)支持實(shi)時機構。為(wei)了(le)得到(dao)可重構和白適(shi)應(ying)的(de)控制(zhi)，控制(zhi)系(xi)統的(de)內部結構(gou)基於平臺(tai)的(de)概(gai)念。由(you)於軟件組(zu)件(jian)中無(wu)法(fa)知(zhi)道(dao)硬件的(de)詳情(qing)，因而(er)主(zhu)要的(de)目標(biao)是(shi)建(jian)立壹(yi)個可定(ding)義的(de)但(dan)是(shi)在軟件組(zu)件(jian)間(jian)進(jin)行(xing)柔(rou)性的(de)通(tong)訊方法(fa)。應用編程接口(kou)（APl）保證了(le)這些(xie)需要(yao)。控制(zhi)系(xi)統的(de)全部功能被分(fen)為(wei)幾(ji)個包，模塊化(hua)的(de)軟件組(zu)件(jian)通(tong)過(guo)被定(ding)義的(de)API互相(xiang)作(zuo)用。
　　
　　根據(ju)1999年美國(guo)機器(qi)人(ren)工業(ye)論壇的(de)資料，當(dang)年美國(guo)機器(qi)人(ren)全部裝機的(de)系(xi)統是(shi)機器人(ren)本身(shen)價(jia)值(zhi)的(de)3—5倍，也就(jiu)是(shi)如果有(you)lo億(yi)美元(yuan)機(ji)器(qi)人的(de)市場，等於(yu)增加(jia)20到(dao)40億(yi)美元(yuan)的(de)附(fu)加(jia)值(zhi)，如(ru)果其(qi)中25％歸(gui)因於(yu)軟件集(ji)成的(de)原(yuan)因引(yin)起的(de)，再認(ren)為(wei)如(ru)果通(tong)過(guo)標(biao)準(zhun)化(hua)的(de)開發和(he)應用，采用開(kai)放體系(xi)結構(gou)的(de)控制(zhi)器使其(qi)中降低(di)50％；那(na)麽(me)在(zai)采用開(kai)放控制(zhi)器後，每年潛(qian)在(zai)的(de)價(jia)值(zhi)就(jiu)可以(yi)節(jie)省2億(yi)5千(qian)萬到(dao)5億(yi)美元(yuan)。
　　
　　目(mu)前(qian)，開放的(de)數控系(xi)統結構(gou)主(zhu)要有(you)3種(zhong)形(xing)式(shi)：①基於PC的(de)CNC系(xi)統，這(zhe)種(zhong)系(xi)統以(yi)PC機為(wei)平臺(tai)，開(kai)發(fa)數(shu)控系(xi)統的(de)各(ge)種(zhong)功能，通(tong)過(guo)伺(si)服卡傳(chuan)送(song)數據(ju)，控制(zhi)坐標(biao)軸電機的(de)運(yun)動(dong)。這類(lei)系(xi)統有(you)時也稱(cheng)為(wei)SoftNC，這(zhe)樣(yang)的(de)系(xi)統容(rong)易做(zuo)到(dao)開(kai)放。②PC嵌入(ru)式(shi)：這種(zhong)系(xi)統的(de)基本結構(gou)為(wei)：CNC十(shi)PC主(zhu)板，即(ji)把(ba)壹(yi)塊CNC板(ban)插(cha)入(ru)傳(chuan)統的(de)PC機器中，CNC主(zhu)要運(yun)行(xing)以(yi)坐標(biao)軸運(yun)動(dong)為(wei)主(zhu)的(de)實(shi)時控制(zhi)，或(huo)且(qie)CNC作(zuo)為(wei)數(shu)控功能運(yun)行(xing)，而(er)PC板作(zuo)為(wei)用戶(hu)的(de)人機接口(kou)平臺(tai)。③PC十(shi)CNC：目(mu)前(qian)主(zhu)流NC系(xi)統生(sheng)產(chan)廠家認(ren)為(wei)NC系(xi)統zui主(zhu)要的(de)性能是(shi)可靠性，像(xiang)PC機存(cun)在(zai)的(de)死機現(xian)象是(shi)不(bu)允(yun)許的(de)。而(er)系(xi)統功能首先(xian)追求的(de)仍然是(shi)高(gao)精(jing)高(gao)速(su)的(de)加工。加(jia)上這些(xie)廠家長期已(yi)經生(sheng)產(chan)大量的(de)NC系(xi)統；體系(xi)結構(gou)的(de)變化(hua)會對他(ta)們(men)原(yuan)系(xi)統的(de)維修(xiu)服(fu)務和(he)可靠性產(chan)生(sheng)不(bu)良(liang)的(de)影(ying)響(xiang)。因此(ci)不(bu)把(ba)開(kai)放結構(gou)作(zuo)為(wei)主(zhu)要的(de)產(chan)品(pin)，仍然大(da)量生(sheng)產(chan)原(yuan)結構(gou)的(de)NC系(xi)統。為(wei)了(le)增加(jia)開放性，主(zhu)流NC系(xi)統生(sheng)產(chan)廠家往(wang)往(wang)在不(bu)變(bian)化(hua)原(yuan)系(xi)統基本結構(gou)的(de)基礎上增加(jia)壹(yi)塊PC板(ban)，提(ti)供(gong)鍵盤(pan)使用戶(hu)能把(ba)PC和(he)CNC在(zai)壹(yi)起，大(da)大提高(gao)了(le)人機(ji)界(jie)面的(de)功能，比較(jiao)典型(xing)的(de)如FANUC的(de)150i／160i／180i／210j系(xi)統。有(you)些廠(chang)家也把(ba)這(zhe)種(zhong)裝置稱為(wei)融(rong)合(he)系(xi)統（fus*tem）。由(you)於它(ta)工作(zuo)可靠，界(jie)面開放，越來(lai)越(yue)受(shou)到(dao)機(ji)床制(zhi)造商(shang)的(de)歡迎(ying)。