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开放式机床数控系统--开放式机床数控系统的定义

日期：2009年09月25　来源：本站原创　关键字：机床
    开放式机床数控系统的研究从20世纪80年代末开始，到现在还没有形成统一的标准，因而还没有一个统一的、明确的定义。
    开放式机床数控系统的关键是开放结构，在软件工程领域开放结构(或开放系统)不是一个新概念。IEEE认为开放系统应该提供这样的能力：符合系统规范的应用系统可以在多个销售商的不同平台上运行；可实现与其他应用系统的互操作；具有统一的用户界面风格。
    由于对开放式机床数控系统而言这个定义过于广泛，因此制造学科很多研究机构都给出了他们自己认为对于制造领域更有意义的开放定义。  OSACA(OpenSystemArchitectureforControlswithinAutomationSystem)的定义强调了软件模块间接口的重要性，其定义是：开放式数控系统包括一组逻辑上相互分离的功能部件，部件之间、部件和应用平台之间有着良好的接口定义，这种良好的接口定义保证了从不同供应商处得到的部件可以组成一个能够运行于多种平台之上的完整数控系统，而且其用户界面风格和其他数控系统是统一的。根据OMAC(Open Modular Architecture Contro~er)计划的描述，一个开放式数控系统必须满足以下的需求：开放性、模块化、系统可裁剪、低成本，以及可靠性高和易于维护。不列颠哥伦比亚大学的YusufAlfintas教授认为：开放式数控系统应该是独立的应用程序、传感器和计算机模板的模块化集成，而所有这些部件可以由不同厂商提供。  虽然对开放式数控系统还没有统一的定义，但一般认为对于机床的控制系统，通常意义的开放应具有以下特征：
    (1)机床模块性(Modularity)和互换性(Interchangeability)系统高度模块化，并且这些功能模块具有完全开放的标准接口。不 同厂商的功能模块可相互替代，具有互换性。这些功能模块可以是硬件资源，如磁盘、RAM或CPU，也可以是软件资源，如某类API、某种控制功能类或某种语言解释器等。系统互换性不仅依赖于对功能控制器模块划分的标准化和对这些模块接口定义的标准化，而且要求控制器从体系结构的高度支持这种模块间的互换。
    (2)机床可移植性(Portability)
    系统的模块化保证了在统一软硬件平台上的相同功能构件的可移植性。但是由于软件干台的多样性，需要实现在多种硬件平台上的可移植性。这就要求开放式数控系统的规范应该不依赖于特定的软硬件平台。开放式数控所定义的数据结构、命名习惯、用户接口外观等都应有利于在不同的系统平台上实现。对于软件而言，为了满足可移植性的要求，采用分层设计或客户机\服务器模式设计应用程序，将软硬件平台相关的部分置于底层，只需替换底层软件即可。
    (3)机床可伸缩性(Scalability)
    可伸缩性是控制系统体系结构的一种属性。与可移植性不同，它包括两重含义：一方面是指同一控制系统可以运行于不同规模的计算平台上，例如，既可以运行在高速处理机上(如分布式多处理器总线系统)，也可以运行在一个单独的PC上：另一方面，是指控制系统的扭模完全是定制的，集成商可以根据控制对象的特性、用户的要求和预算情况，增减控制系统的功能或调节控制系统的参数，实现控制系统的目标。
    (4)机床互操作性(Interopembility)
    机床互操作性包括：控制系统内部标准部件之间的互操作性，不同控制系统之间的互操作性，控制系统和外部应用的互操作性。这不仅要求控制系统的各个功能部件具有开放的数据接口，而且要求控制系统的实现完全遵循支持数据交换的软件规范，如面向网络、面向对象等。
    (5)机床可扩展性(Expandability)
    机床可扩展性是指用户或二次开发者可以采用安全有效的方法将属于他们自己的加工经验和专用软件集成到数控系统中，形成自己的专有数控系统。可扩展性的实现方法有两种：
    ①可以采用一个固定模块内部结构，但预留插入用户专用软件的接口的方式；
    ②提供用户应用程序接口(ApplicationProgrammingInterface，APl)和编程规范，供用户编制自己的专用模块。目前，这种方式的使用更为广泛。

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