開放式數控系統的現狀與發展

時間：2022-10-01 04:46:18 數控畢業論文我要投稿

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開放式數控系統的現狀與發展

　　開放式數控系統的現狀與發展，是小編專門為各位數控專業畢業的同學準備的論文，希望對大家有幫助!

　　摘要 當前我國計算機水平正在不斷發展，并取得了很大的成果。在商業與辦公室自動化軟硬件的設計過程中，開放式數控系統的應用取得了良好的應用。當計算機出現故障，各軟硬件都可以從市場中進行購買，解決故障問題，然而這在傳統封閉式數控系統中是不可能做到的。開放式數控系統很好的克服了原有封閉數控系統的缺點，具有良好的發展前景，相對于傳統封閉性數控系統，開放式系統具有良好的開放性、系統功能，而且在日常生活中易于購買，同時降低了生產成本，極大程度的改善了人機界面的合理性。本文主要介紹了開放式數控系統的概念，并為開放式數控系統的現狀、應用與發展趨勢做了簡要分析。

　　關鍵詞 開放式;數控系統;概念;現狀;發展趨勢

　　1 開放式數控系統概念及特征

　　1.1 開放式數控系統的概念

　　IEEE(美國電氣電子工程師協會)關于開放式系統的定義是：開放式數控系統是指，可以與其他系統互操作，在多種平臺上運行，為客戶提供統一交互方式的數控系統。開放式數控系統nc控制器與當今的pc機類似，在開放的平臺之上，將組織結構模塊化，它允許客戶以自己的需求對數控系統通過更改或擴展系統功能，進行選配和集成，組成系統的各功能模塊可以來源于不同的部件供應商并相互兼容滿足其各種需求。

　　開放式數控系統能使得各種應用系統可以有效地運行于不同供應商提供的不同平臺之上，可以與其它應用系統相互操作，并具有風格一致的用戶交互界面。

　　1.2 開放式數控系統的基本特征

　　1)模塊化

　　開放式數控系統的模塊化特征包括數控功能模塊化和系統體系結構模塊化兩個方面。數控功能模塊化是指，用戶可以根據自己的要求選擇安裝自己所需要的數控功能;系統體系結構模塊化是指，在開放式數控系統中，其各個功能的算法是可分離的、可替換的，是開放的系統結構。

　　2)標準化

　　開放式數控裝置必須是在一定的標準約束下進行，公司在開發各種系統部件以及功能模塊時，應滿足標準需求。通過標準生產個模塊，再進行組裝成工程完整的控制器。開放式數控系統的標準化是在模塊化的前提下完成的。

　　3)可移植性

　　開放式數控系統各應用程序模塊可以在不同生產商提供的系統平臺上進行運行，其系統軟件也可以在具有不同特性的硬件平臺上運行，所以說，開放式數控系統的功能性軟件與設備并沒有多大關系，通過統一的應用數據格式，用一致的設備接口進行連接，其各功能模塊就可以在不同的平臺運行，具有可移植性。

　　4)網絡化

　　開放式數控系統的網絡化是指，以通訊和資源共享為手段，通過標準網絡設備進行聯網，而不需要其他的接口部件或者上位機。

　　2 開放式數控系統的研究現狀

　　2.1 國外的研究現狀

　　美國的NGC計劃：

　　美國是開放式數控系統的發起人，于1987年提出了NGC計劃。

　　NGC計劃的體系結構通過虛擬機械把系統和模塊鏈接到計算機平臺上，通過不同的設計人員開發同時可相互交換和相互操作的控制器部件。NGC計劃基于模型的處理包括了裝置的全獨立編程，多個裝置間的協調，自適應路徑策略和大范圍的工作站等過程，該體系結構保證了各種應用系統與操作平臺的無關性及相互間的互操作業，保證了開放性。

　　2.2 國內的研究情況

　　我國開放式數控系統與國外研究現狀相比，還處于起步階段。當前，我國中、高檔產品主要還是通過進口國外產品進行補充，國內開放式數控系統較低檔經濟性產品占據主導地位，例如：北京的中華系列，沈陽的藍天系列和武漢的華中系列，其中華中世紀之星可實現五軸聯動，是國內比較先進的數控系統。

　　3 開放式數控系統的應用案例

　　3.1 AECOM微型陣列打印機

　　AECOM的微型陣列打印機，是指用來在顯微鏡載片上存放高密度網格排列的cDNA、染色體組DNA或其它類似的生物物質的專用儀器，主要由一臺計算機控制的高精、高速三軸開放式數控系統和一個獨特的筆尖組件組成。

　　3.2生物芯片掃描設備

　　生物芯片掃描設備，在醫療血液掃描采樣過程中進行使用。通過快速掃描醫院中病人的血液標本，得到關于血液的各項數據指標，以用于疾病診斷和處置方法的確定。

　　4 開放式數控系統的發展未來

　　開放式數控系統自誕生以來就得到業界的廣泛關注和好評，勿庸置疑，它是未來數控技術發展的主要方向。計算機技術，特別是軟件技術的快速發展為開放式數控系統技術的發展提供了強大的技術支持。未來的開放式數控系統應具有如下的特點：

　　1)易操作性

　　傳統的數控系統專業化程度高，對員工的素質要求嚴格，開放式數控系統朝向易操作方向發展，大大降低人的智力勞動。

　　2)低成本性

　　軟件化數控系統內核擴展了數控系統的柔性和開放性，降低了系統成本。目前大多宣稱為開放式的數控系統屬于這一類，如功能非常強大的MAZAK的Mazatrol Fusion 640，美國A2100，Advantage 600，華中HNC-2000數控系統等。

　　3)總線連接性

　　數控系統與驅動和數字I/O(PLC的I/O)連接的發展方向是現場總線。

　　傳統數控系統驅動和PLC I/O與控制器是直接相連的，若采用總線連接，通過一根通訊線或光纜將全部的驅動與數控I/O進行連接，傳遞系統信號，從而實現控制智能化。總線連接具有高度可靠性以及擴展性。同時在日常維護過程中，簡潔方便。總線連接方式在開放式數控系統發展過程中，具有良好發展前景。

　　4)源代碼開放性

　　WindowsNT+RTX組合的應用較成功的有美國的OpenCNC和德國的PA公司(自己開發的實時內核)，這兩家公司均有產品推出，另外SIMENS公司的SINUMERIK? 840Di也是一種采用NT操作系統的單CPU的軟件化數控系統。Linux和RTLinux是源代碼開放的免費操作系統，發展迅猛，是我國力主發展的方向。

　　5 結論

　　開放式數控系統的概念從目前研究來看，還沒有統一明確的概念，實現技術還處于百家爭鳴的階段。因此，在以后的開放性數控系統研發過程中，不僅要加強開放性的研究，還要加強基礎體系結構運行平臺的建立，同時改善現存的有關技術以及各操作系統的精確程度。

　　參考文獻

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