開(kāi)放式數控系統的現狀與發(fā)展
開(kāi)放式數控系統的現狀與發(fā)展，是小編專(zhuān)門(mén)為各位數控專(zhuān)業(yè)畢業(yè)的同學(xué)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(fā)展，并取得了很大的成果。在商業(yè)與辦公室自動(dòng)化軟硬件的設計過(guò)程中，開(kāi)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(chǎng)中進(jìn)行購買(mǎi)，解決故障問(wèn)題，然而這在傳統封閉式數控系統中是不可能做到的。開(kāi)放式數控系統很好的克服了原有封閉數控系統的缺點(diǎn)，具有良好的發(fā)展前景，相對于傳統封閉性數控系統，開(kāi)放式系統具有良好的開(kāi)放性、系統功能，而且在日常生活中易于購買(mǎi)，同時(shí)降低了生產(chǎn)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(kāi)放式數控系統的概念，并為開(kāi)放式數控系統的現狀、應用與發(fā)展趨勢做了簡(jiǎn)要分析。
關(guān)鍵詞 開(kāi)放式;數控系統;概念;現狀;發(fā)展趨勢
1 開(kāi)放式數控系統概念及特征
1.1 開(kāi)放式數控系統的概念
IEEE(美國電氣電子工程師協(xié)會(huì ))關(guān)于開(kāi)放式系統的定義是：開(kāi)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(hù)提供統一交互方式的數控系統。開(kāi)放式數控系統nc控制器與當今的pc機類(lèi)似，在開(kāi)放的平臺之上，將組織結構模塊化，它允許客戶(hù)以自己的需求對數控系統通過(guò)更改或擴展系統功能，進(jìn)行選配和集成，組成系統的各功能模塊可以來(lái)源于不同的部件供應商并相互兼容滿(mǎn)足其各種需求。
開(kāi)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(fēng)格一致的用戶(hù)交互界面。
1.2 開(kāi)放式數控系統的基本特征
1)模塊化
開(kāi)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(gè)方面。數控功能模塊化是指，用戶(hù)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(kāi)放式數控系統中，其各個(gè)功能的算法是可分離的、可替換的，是開(kāi)放的系統結構。
2)標準化
開(kāi)放式數控裝置必須是在一定的標準約束下進(jìn)行，公司在開(kāi)發(fā)各種系統部件以及功能模塊時(shí)，應滿(mǎn)足標準需求。通過(guò)標準生產(chǎn)個(gè)模塊，再進(jìn)行組裝成工程完整的控制器。開(kāi)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(kāi)放式數控系統各應用程序模塊可以在不同生產(chǎn)商提供的系統平臺上進(jìn)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(shuō)，開(kāi)放式數控系統的功能性軟件與設備并沒(méi)有多大關(guān)系，通過(guò)統一的應用數據格式，用一致的設備接口進(jìn)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(wǎng)絡(luò )化
開(kāi)放式數控系統的網(wǎng)絡(luò )化是指，以通訊和資源共享為手段，通過(guò)標準網(wǎng)絡(luò )設備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，而不需要其他的接口部件或者上位機。
2 開(kāi)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(kāi)放式數控系統的發(fā)起人，于1987年提出了NGC計劃。
NGC計劃的體系結構通過(guò)虛擬機械把系統和模塊鏈接到計算機平臺上，通過(guò)不同的設計人員開(kāi)發(fā)同時(shí)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(gè)裝置間的協(xié)調，自適應路徑策略和大范圍的工作站等過(guò)程，該體系結構保證了各種應用系統與操作平臺的無(wú)關(guān)性及相互間的互操作業(yè)，保證了開(kāi)放性。
2.2 國內的研究情況
我國開(kāi)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(chǎn)品主要還是通過(guò)進(jìn)口國外產(chǎn)品進(jìn)行補充，國內開(kāi)放式數控系統較低檔經(jīng)濟性產(chǎn)品占據主導地位，例如：北京的中華系列，沈陽(yáng)的藍天系列和武漢的華中系列，其中華中世紀之星可實(shí)現五軸聯(lián)動(dòng)，是國內比較先進(jìn)的數控系統。
3 開(kāi)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(lái)在顯微鏡載片上存放高密度網(wǎng)格排列的cDNA、染色體組DNA或其它類(lèi)似的生物物質(zhì)的專(zhuān)用儀器，主要由一臺計算機控制的高精、高速三軸開(kāi)放式數控系統和一個(gè)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(guò)程中進(jìn)行使用。通過(guò)快速掃描醫院中病人的血液標本，得到關(guān)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(kāi)放式數控系統的發(fā)展未來(lái)
開(kāi)放式數控系統自誕生以來(lái)就得到業(yè)界的廣泛關(guān)注和好評，勿庸置疑，它是未來(lái)數控技術(shù)發(fā)展的主要方向。計算機技術(shù)，特別是軟件技術(shù)的快速發(fā)展為開(kāi)放式數控系統技術(shù)的發(fā)展提供了強大的技術(shù)支持。未來(lái)的開(kāi)放式數控系統應具有如下的特點(diǎn)：
1)易操作性
傳統的數控系統專(zhuān)業(yè)化程度高，對員工的素質(zhì)要求嚴格，開(kāi)放式數控系統朝向易操作方向發(fā)展，大大降低人的智力勞動(dòng)。
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(kāi)放性，降低了系統成本。目前大多宣稱(chēng)為開(kāi)放式的數控系統屬于這一類(lèi)，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(xiàn)連接性
數控系統與驅動(dòng)和數字I/O(PLC的I/O)連接的發(fā)展方向是現場(chǎng)總線(xiàn)。
傳統數控系統驅動(dòng)和PLC I/O與控制器是直接相連的，若采用總線(xiàn)連接，通過(guò)一根通訊線(xiàn)或光纜將全部的驅動(dòng)與數控I/O進(jìn)行連接，傳遞系統信號，從而實(shí)現控制智能化�？偩�(xiàn)連接具有高度可靠性以及擴展性。同時(shí)在日常維護過(guò)程中，簡(jiǎn)潔方便�？偩�(xiàn)連接方式在開(kāi)放式數控系統發(fā)展過(guò)程中，具有良好發(fā)展前景。
4)源代碼開(kāi)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(kāi)發(fā)的實(shí)時(shí)內核)，這兩家公司均有產(chǎn)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(kāi)放的免費操作系統，發(fā)展迅猛，是我國力主發(fā)展的方向。
5 結論
開(kāi)放式數控系統的概念從目前研究來(lái)看，還沒(méi)有統一明確的概念，實(shí)現技術(shù)還處于百家爭鳴的階段。因此，在以后的開(kāi)放性數控系統研發(fā)過(guò)程中，不僅要加強開(kāi)放性的研究，還要加強基礎體系結構運行平臺的建立，同時(shí)改善現存的有關(guān)技術(shù)以及各操作系統的精確程度。
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