开放式数控系统的提出与研究现状

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  长期以来国际上**的数控设备制造公司,对CNC均采取封闭式设计,各自设计生产自己的CNC,彼此并不兼容。表现为:

  (1)组成系统的硬件是专用的,主板、CPU板、伺服板以及它们的连接方式等都是专门设计的,与其它系统同类型的电路板不通用;

  (2)系统软件结构是专用的,系统软件的技术细节不公开、不提供给用户:

  (3)虽然在系统结构上采用模块化设计,分为人机交互模块、零件程序译码和数据处理模块、轨迹插补模块、轴伺服控制模块、I/O模块和任务协调模块等,但各公司在具体实现方法上有着很大的差别,这与各生产商选择的基础技术、技术政策、指导方针、发展历史等因素有关。例如系统各模块阃的交互方式、通讯机制等因系统的不同而不同,所以各个系统是相对独立而彼此封闭的。

  这给数控机床制造厂家的生产和*终用户的使用、维护带来诸多不便。很多情况下,用户需要把特殊要求融入到控制系统中,传统数控系统的封闭性,使得对它的修改和功能扩充极为有限,造成数控机床制造厂对控制系统供应商的依赖,不仅使机床制造厂的技术保密性降低,同时使得机床制造厂从一种控制系统转换到另一种控制系统成为一件十分耗费精力和时间的事情;*终用户在使用、维护控制系统时同样面临这个问题:更为不便的是,软件对硬件的不可移植性使得计算机和其它领域的先进技术在CNC中的应用也存在相对的滞后期。为了克服上述不足,国外许多企业和政府研究机构在数控系统的开放性方面做了大量的研究工作。

  1981年美国发起了一个叫做下一代控制器的计划,简称NGC(NextGeneration Workstation/Machine Controller),旨在为基于开放式体系结构的控制器提供一个标准,在此标准下,不同的设计人员可依据规范开发出具有互换性和互操作性的控制器部件。此计划已形成了一份开放式系统体系结构规范SOSAS(Specification ofan Open System Architecture Standard),并开发了基于SOSAS的CNC型谱系列。

  1994年由通用、福特、克莱斯���三大汽车公司启动了名为“开放式模块化体系结构控制器”的计划,简称OMAC(OpenModularArchitectureController),其目的是用更加开放、更加模块化的控制结构使制造系统更具柔性、更加敏捷。该计划启动不久便公布了一名为“OMACAPT”的规范,并促成了~系列相关研究项目的运行。

  1990年由欧共体国家的22家控制器丌发商、机床生产厂家、控制系统集成商和科研机构联合发起了OSACA(Open System Architecture for ControlswithinAutomation Systems)计划。其目的是制定一个与制造商无关的开放式控制系统的一种分层参考体系结构,以便能够快速而高效地适应新的需求。1994年完成了开放式控制系统平台和系统参考结构的定义,1996年完成了原型系统的开发。

  1994年由东芝机器、三菱电子等6家同本公司联合成立了一个名为控制器

  开放系统环境(Open System Environment for ControllerArchitecture)的工作委员会。它研究的重点是在NC本身和分布式DNC控制系统上,它认为站在制造的角度看NC是分布式DNC系统的一个服务器。OSEC所谓的开放式系统本身就被认为是一个分布式系统,它能满足用户对制造系统不同配置的要求、*小化费用的要求和应用先进控制算法及基于PC的标准化人机界面的要求。

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