开放式数控系统的现状与发展
开放式数控系统的现状与发展，是小编专门为各位数控专业毕业的同学准备的论文，希望对大家有帮助!
摘 要 当前我国计算机水平正在不断发展，并取得了很大的成果。在商业与办公室自动化软硬件的设计过程中，开放式数控系统的应用取得了良好的应用。当计算机出现故障，各软硬件都可以从市场中进行购买，解决故障问题，然而这在传统封闭式数控系统中是不可能做到的。开放式数控系统很好的克服了原有封闭数控系统的缺点，具有良好的发展前景，相对于传统封闭性数控系统，开放式系统具有良好的开放性、系统功能，而且在日常生活中易于购买，同时降低了生产成本，极大程度的改善了人机界面的合理性。本文主要介绍了开放式数控系统的概念，并为开放式数控系统的现状、应用与发展趋势做了简要分析。
关键词 开放式;数控系统;概念;现状;发展趋势
1 开放式数控系统概念及特征
1.1 开放式数控系统的概念
IEEE(美国电气电子工程师协会)关于开放式系统的定义是：开放式数控系统是指，可以与其他系统互操作，在多种平台上运行，为客户提供统一交互方式的数控系统。开放式数控系统nc控制器与当今的pc机类似，在开放的平台之上，将组织结构模块化，它允许客户以自己的需求对数控系统通过更改或扩展系统功能，进行选配和集成，组成系统的各功能模块可以来源于不同的部件供应商并相互兼容满足其各种需求。
开放式数控系统能使得各种应用系统可以有效地运行于不同供应商提供的不同平台之上，可以与其它应用系统相互操作，并具有风格一致的用户交互界面。
1.2 开放式数控系统的基本特征
1)模块化
开放式数控系统的模块化特征包括数控功能模块化和系统体系结构模块化两个方面。数控功能模块化是指，用户可以根据自己的要求选择安装自己所需要的数控功能;系统体系结构模块化是指，在开放式数控系统中，其各个功能的算法是可分离的、可替换的，是开放的系统结构。
2)标准化
开放式数控装置必须是在一定的标准约束下进行，公司在开发各种系统部件以及功能模块时，应满足标准需求。通过标准生产个模块，再进行组装成工程完整的控制器。开放式数控系统的标准化是在模块化的前提下完成的。
3)可移植性
开放式数控系统各应用程序模块可以在不同生产商提供的系统平台上进行运行，其系统软件也可以在具有不同特性的硬件平台上运行，所以说，开放式数控系统的功能性软件与设备并没有多大关系，通过统一的应用数据格式，用一致的设备接口进行连接，其各功能模块就可以在不同的平台运行，具有可移植性。
4)网络化
开放式数控系统的网络化是指，以通讯和资源共享为手段，通过标准网络设备进行联网，而不需要其他的接口部件或者上位机。
2 开放式数控系统的研究现状
2.1 国外的研究现状
美国的NGC计划：
美国是开放式数控系统的发起人，于1987年提出了NGC计划。
NGC计划的体系结构通过虚拟机械把系统和模块链接到计算机平台上，通过不同的设计人员开发同时可相互交换和相互操作的控制器部件。NGC计划基于模型的处理包括了装置的全独立编程，多个装置间的协调，自适应路径策略和大范围的工作站等过程，该体系结构保证了各种应用系统与操作平台的无关性及相互间的互操作业，保证了开放性。
2.2 国内的研究情况
我国开放式数控系统与国外研究现状相比，还处于起步阶段。当前，我国中、高档产品主要还是通过进口国外产品进行补充，国内开放式数控系统较低档经济性产品占据主导地位，例如：北京的中华系列，沈阳的蓝天系列和武汉的华中系列，其中华中世纪之星可实现五轴联动，是国内比较先进的数控系统。
3 开放式数控系统的应用案例
3.1 AECOM微型阵列打印机
AECOM的微型阵列打印机，是指用来在显微镜载片上存放高密度网格排列的cDNA、染色体组DNA或其它类似的生物物质的专用仪器，主要由一台计算机控制的高精、高速三轴开放式数控系统和一个独特的笔尖组件组成。
3.2生物芯片扫描设备
生物芯片扫描设备，在医疗血液扫描采样过程中进行使用。通过快速扫描医院中病人的血液标本，得到关于血液的各项数据指标，以用于疾病诊断和处置方法的确定。
4 开放式数控系统的发展未来
开放式数控系统自诞生以来就得到业界的广泛关注和好评，勿庸置疑，它是未来数控技术发展的主要方向。计算机技术，特别是软件技术的快速发展为开放式数控系统技术的发展提供了强大的技术支持。未来的开放式数控系统应具有如下的特点：
1)易操作性
传统的数控系统专业化程度高，对员工的素质要求严格，开放式数控系统朝向易操作方向发展，大大降低人的智力劳动。
2)低成本性
软件化数控系统内核扩展了数控系统的柔性和开放性，降低了系统成本。目前大多宣称为开放式的数控系统属于这一类，如功能非常强大的MAZAK的Mazatrol Fusion 640，美国A2100，Advantage 600，华中HNC-2000数控系统等。
3)总线连接性
数控系统与驱动和数字I/O(PLC的I/O)连接的.发展方向是现场总线。
传统数控系统驱动和PLC I/O与控制器是直接相连的，若采用总线连接，通过一根通讯线或光缆将全部的驱动与数控I/O进行连接，传递系统信号，从而实现控制智能化。总线连接具有高度可靠性以及扩展性。同时在日常维护过程中，简洁方便。总线连接方式在开放式数控系统发展过程中，具有良好发展前景。
4)源代码开放性
WindowsNT+RTX组合的应用较成功的有美国的OpenCNC和德国的PA公司(自己开发的实时内核)，这两家公司均有产品推出，另外SIMENS公司的SINUMERIK? 840Di也是一种采用NT操作系统的单CPU的软件化数控系统。Linux和RTLinux是源代码开放的免费操作系统，发展迅猛，是我国力主发展的方向。
5 结论
开放式数控系统的概念从目前研究来看，还没有统一明确的概念，实现技术还处于百家争鸣的阶段。因此，在以后的开放性数控系统研发过程中，不仅要加强开放性的研究，还要加强基础体系结构运行平台的建立，同时改善现存的有关技术以及各操作系统的精确程度。
参考文献
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