国内外开放式数控系统的研究与现状

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1、综述机电工程技术!""#年第#!卷第$期国内外开放式数控系统的研究与现状曹遂军%，王会良!（%&河南省中州煤矿机械厂，河南郑州’$""$!；!&河南科技大学机电工程学院，河南洛阳’(%"""）摘要：通过国内外开放式数控系统的现状及发展趋势分析*并结合当前实际情况*提出了开放式数控发展需要解决的问题。关键词：开放式数控系统；运动控制；模块化中图分类号：+,-$.文献标识码：/文章编号：%"".0.’.!1!""#2"$3""!"3"#%开放式数控概念的提出配置性，即系统组成的内部开放化和系统组成各部件之间随着制造业的发展，中小批量生产的趋势日益增强，的开

2、放化。开放式能带给控制器制造商、机床制造商和用机械产品的机构越来越合理，其性能、精度和效率日趋提户最大的利益。控制器制造商可以对系统功能任意剪裁和高，对数控机床柔性、通用性提出了更高的要求，以保证组配以满足不同用户的要求。机床制造商不用公开他们的制造业向着高精度、高速度、高效率、快速的市场响应、技术秘密就能把他们的功能加入到控制系统中，使用户可易操作性等方向发展。传统的数控系统在结构上提供给用进行再开发、系统的维修和升级。户有限的选择，用户无法对现有数控设备的功能进行修改#国外开放式数控系统的研究与发展以满足自己特殊的需求。传统的数控系统是一种专用封闭

3、为了适应数控系统柔性化、多品种、小批量发展的需式系统，它越来越不能满足市场发展的需要。传统的数控求，开放式数控系统的研究计划在世界范围内启动，各大系统的缺点如下：公司相继推出开放式767产品4#5，如美国6,7（+=>6>?@（%）与通用计算机不兼容，不同厂家的数控系统不兼,>A>BC@DEAFEBG3H@C@DEAI9CJ=DA>7EA@BEK/BJ=D@>J@LB>A:QH@>O/BJ=D@>J@LB>REB7EA@BEK（!）各种数控系统的内部结构复杂，一旦

4、数控系统发SD@=DA/L@EOC@DEA:QH@>OH2、日本8:;718P>A:QH@>O;AM生故障，往往需要找生产厂家来维修，很不方便，而且大TDBEAO>A@REB7EA@BEKK>B2等。大提高了维修费用；6,7计划的目的是为了推动美国工业界形成一个广泛（#）难进行升级和进一步开发；的工作伙伴，以利于同别国进行竞争。6,7计划正在为基（’）专用封闭式数控系统的发展一般滞后$年左右，于开放式系统体系结构的下一代机械制造控制器提供一个在计算机技术迅猛发展的今天，这是一个相当长的时间。标准，这种体系结构允许不同的设计人员开发可相互交换传统数控系统

5、的上述特点严重制约着数控技术的发和相互操作的控制器部件。一个完全合格的6,7包括开展，不能满足市场对数控技术新的要求。针对这种情况，发的可能性，例如多个装置间的协调，装置的全独立编人们)"年代就提出了开放式控制系统的概念4%5。早在程，基于模型的处理，自适应路径策略和大范围的工作站%.)(年，美国开始了名为“下一代控制系统”的6,7计及实时特性等。6,7的体系结构是在虚拟机械的基础上建划，并成立了“美国国家制造科学中心”，其主要目的是在立起来的，通过虚拟机械把系统和模块链接到计算机平台拟订并推进关于新一代开放式控制系统的详细分析规范上如图%所示。6,7

6、计划的目的在于对工业的应用，像机4!5。其后有许多相关的研究计划在世界各国相继启动，其床、包括切削、非切削机床、机器人和坐标测量机等，提中影响较大的有美国89/7计划，欧共体的8:/7/和日供了功能性和服务性的定义，代表6,7技术的重要功能本的8:;7计划等。概念是策略如图!所示。!开放式数控系统的特征8:/7/是%.."年有欧共体国家的!!家控制器开发商、机床生产商、控制系统集成商和科研机构联合开发的4’5。开放式控制系统的基本特征是以通用的个人计算机（<7）的硬件和软件为基础。其体系结构普遍采用模块化、8:/7/计划提出的“分层的系统平台U结构化的

7、功能单元”层次化的机构，并通过各种形式向外提供统一的应用程序的体系结构如图#所示该体系结构保证了各种应用系统与接口，具有可扩展性、可移植性、互换性、可操作性和可操作平台的无关性及相互间的互操作业；保证了开放性，收稿日期：!""#—"(—")!"机电工程技术!""#年第#!卷第$期综述国自主版权的数控系统，特别是开发出华中!型和航天!型两个基本系统及系列产品，并利用基本系统发挥我国的软件优势，实施平台战略，发展我国的数控软件的指导思想。珠峰公司和华中理工大学，利用3(4数控卡构成硬件平台，开发的中华!型和华中!型的数控系统，是基于通用#!位工业3(机和6

8、%&平台的开放式体系结构，具有较好的模块化、层次化特征，系统配套能力强，扩展与伸缩性较好，便于