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开放式数控系统国内外研究现状

日期：2009年09月25　来源：本站原创　关键字：机床电器
1．国外研究现状
只要提及机床电器开放式数控系统，就不能不提到在这一领域最具影响力的4个国际化的工程．(1)OSACA
0SACA(OpenSystemArchitectureforCongolswithinAutomationSystera)计划由欧洲的几个主要数控厂商、机床厂商和相关的研究机构联合发起，其目标是建立一个开放的、与厂商无关的控制器体系结构，以提高欧洲机床行业的竞争力。
OSACA的想法是开发一组控制程序AH和一个适当的底层结构，以实现应用程序的可移植性、可扩展性、可替换性、可伸缩性和互操作性。
OSACA采用面向对象的设计方法，其结构主要由以下三部分组成：
①通信系统，定义独立于硬件和系统软件的应用程序API，以便控制器内部各模块间进行信息交换；
②参考体系结构，主要规范控制系统的功能与实现，如功能单元的划分及相互间的组织与协调等；
3.配置系统，通过在程序引导阶段组合不同的应用程序模块以实现数控系统的动态配置。
(2)OMAr
OMAC工程由美国的克莱斯勒、福特和通用三大汽车公司于1994年发起，它的主要目标是：
①建立一个源于用户、软件开发商、硬件制造商和OEM(Original EquipmentManufactarer)厂商的关于开放结构控制器需求以及实践经验的知识库。
②促进工业界和政府的联合，开发API集合以满足通常的使用要求。
3.与欧洲和日本的用户组织协作以实现一个通用的API国际标准。
④提高机床电器等数控系统生产厂商的开放程度。
⑤为开放式数控系统在开发、实现和商品化过程中的所有技术和非技术问题找到一个通用的机床电器解决方案。
OMAC没有定义一个固定的参考结构，但是定义了用于建造不同类型控制器的模块集。OM／kCAPl的目标是使控制系统销售商提供标准组件，机床供应商把这些组件配置到机床控制系统中，然后把这种控制系统和机床交付给最终用户。OMACAPI的应用范围包括单轴控制e和多轴控制器。OMAC工作组努力使OMACAPl规范成为被业界承认的标准。OMACAPl使用基于组件的方法获得“即插即用”的特性，使用界面类指定AH。OMAC API包含不同粒度和类型的“即插即用”的元件——组件、模块和任务。组件是一种可以复用的软件，它是应用程序的一个建造块；模块是组件的容器；任务是用于封装可编程功能行为的组件，功能性由一系列步骤组成，包括启动、停止、重启、暂停、继续，在控制器运行时这些步骤可能循环多次。
OMAC API使用微软的COM技术进行集成，使数控系统开发商可以集中精力进行专用软件的开发。使用COM的主要问题是硬实时性6S欠佳，这个问厘通过对Windows操作系统n行实时扩展的方法解决。
(3)OCEAN
OCEAN(OpenControllerEnabledbyanAdvancedreal-timeNetwork)，是OSACA项目的延续。该计划的总目标是建立分布式控制的实时平台，以支持遵循开放规范的控制组件的动态集成。通过该平台可方便地实现柔性的、面向特定应用的控制系统，具体目标如下：
分布式实时通信平台的建立。定义并实现基于标准通信系统、面向控制器的分布式实    时框架(DCRF-DistributedConSolSystemReal-TimeFraraework)。DCRF将以开放源(Open Soume)为基础，建立开放的分布平台作为控制组件的基本框架，井提供实时通信API。机床电器项目研究的最终成果也将作为开发源发布。基于组件的参考结构的建立。定义并实现基于组件的、面向机床的开放式数控参考结构，作为开放式数控系统的领域模型。基于标准的组件技术，建立并描述开放式数控器的参考结构，该结构并不作为开发源发布，而要成为DCRF机床控制器的标准化接口，井支持遵循该标准的第三方软件的集成。
除上面的3项国际级研究工程外，还有很多大学对开放系统进行了深入研究，并取得一些引人注目的成果。例如：美国的密歇根大学的研究项目是开发一个基于PC机，用于控制5轴数控铣床的开放式数控系统UMOAC：加拿大的不列颠哥伦比亚大学采用PC+DSP的硬件结构，开发了带智能加工模块的多轴可编程CNC系统。
此外，美国的加利福尼亚大学伯克利分校、普渡大学，德国的斯图加特大学、亚琛大学等J都在开放式数控系统领域进行了大量的研究。

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