基本介紹
- 中文名：開放式數控系統概述
- 所屬系列：機械工程系
標準的軟體化、開放式控制器是真正的下一代控制器。
傳統的數控系統採用專用計算機系統，軟硬體對用戶都是封閉的，主要存在以下問題：
（1）由於傳統數控系統的封閉性，各數控系統生產廠家的產品軟硬體不兼容，使得用戶投資安全性受到威脅，購買成本和產品生命周期內的使用成本高。同時專用控制器的軟硬體的主流技術遠遠地落後於PC的技術，系統無法“借用”日新月異的PC技術而升級。
（2）系統功能固定，不能充分反映工具機製造廠的生產經驗，不具備某些工具機或工藝特徵需要的性能，用戶無法對系統進行重新定義和擴展，也很難滿足最終用戶的特殊要求。作為工具機生產廠希望生產的數控工具機有自己的特色以區別於競爭對手的產品，以利於在激烈的市場競爭中占有一席之地，而傳統的數控系統是做不到的。
（3）傳統數控系統缺乏統一有效和高速的通道與其他控制設備和網路設備進行互連，信息被鎖在“黑匣子”中，每一台設備都成為自動化的“孤島”，對企業的網路化和信息化發展是一個障礙。
（4）傳統數控系統人機界面不靈活，系統的培訓和維護費用昂貴。許多廠家花巨資購買高檔數控設備，面對幾本甚至十幾本沉甸甸的技術資料不知從何下手。由於缺乏使用和維護知識，購買的設備不能充分發揮其作用。一旦出現故障，面對“黑匣子”無從下手，維修費用十分昂貴。有的設備由於不能正確使用以致於長期處於癱瘓狀態，花巨資購買的設備非但不能發揮作用反而成了企業的沉重包袱。
在計算機技術飛速發展的今天，商業和辦公自動化的軟硬體系統開放性已經非常好，如果計算機的任何軟硬體出了故障，都可以很快從市場買到它並加以解決，而這在傳統封閉式數控系統中是作不到的。為克服傳統數控系統的缺點，數控系統正朝著開放式數控系統的方向發展。其主要形式是基於PC的NC，即在PC的匯流排上插上具有NC功能的運動控制卡完成實時性要求高的NC核心功能，或者利用NC與PC通訊改善PC的界面和其他功能。這種形式的開放式數控系統在開放性、功能、購買和使用總成本以及人機界面等方面較傳統數控有很大的改善，但它還包含有專用硬體、擴展不方便。國內外現階段開發的開放式數控系統大都是這種結構形式的。這種PC化的NC還有專有化硬體，還不是嚴格意義上的開放式數控系統。
要實現控制系統的開放，首先得有一個大家遵循的標準。國際上一些工業化國家都開展了這一方面的研究，旨在建立一種標準規範，使得控制系統軟硬體與供應商無關，並且實現可移植性、可擴展性、互操作性、統一的人機界面風格和可維護性以取得產品的柔性、降低產品成本和使用的隱形成本、縮短產品供應時間。這些計畫包括（a）歐共體的ESPRIT6379OSACA（OpenSystemArchitectureforControlwithAutomationSystems）計畫，開始於1992年，歷時6年，有由控制供應商、工具機製造企業和研究機構等組成的35個成員。（b）美國空軍開展了NGC（下一代控制器）項目的研究，美國國家標準技術協會NIST在NGC的基礎上進行了進一步研究工作，提出了增強型工具機控制器EMC（EnhancedMachineController），並建立了LinuxCNC實驗床驗證其基本方案；美國三大汽車公司聯合研究了OMAC，他們聯合歐洲OSACA組織和日本的JOP（JapanFAOpenSystemsPromotionGroup）建立了一套國際標準的API，是一個比較實用且影響較廣的標準；（c）日本聯合六大公司成立了OSEC（OpenSystemEnvironmentforController）組織，該組織討論的重點是NC（數字控制）本身和分散式控制系統。該組織定義了開放結構和生產系統的界面規範，推進工廠自動化控制設備的國際標準。
2000年，國家經貿委和機械工業局組織進行“新一代開放式數控系統平台”的研究開發。2001年6月完成了在OSACA的基礎上編制“開放式數控系統技術規範”和建立了開放式數控系統軟、硬體平台，並通過了國家級驗收。此外還有一些學校、企業也在進行開放式數控系統的研究開發.
