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開放式數控系統(tǒng)國內外研究現狀

日期：2009年09月25　來源：本站原創(chuàng)　關鍵字：機床電器
1．國外研究現狀
只要提及機床電器開放式數控系統(tǒng)，就不能不提到在這一領域最具影響力的4個國際化的工程．(1)OSACA
0SACA(OpenSystemArchitectureforCongolswithinAutomationSystera)計劃由歐洲的幾個主要數控廠商、機床廠商和相關的研究機構聯(lián)合發(fā)起，其目標是建立一個開放的、與廠商無關的控制器體系結構，以提高歐洲機床行業(yè)的競爭力。
OSACA的想法是開發(fā)一組控制程序AH和一個適當的底層結構，以實現應用程序的可移植性、可擴展性、可替換性、可伸縮性和互操作性。
OSACA采用面向對象的設計方法，其結構主要由以下三部分組成：
①通信系統(tǒng)，定義獨立于硬件和系統(tǒng)軟件的應用程序API，以便控制器內部各模塊間進行信息交換；
②參考體系結構，主要規(guī)范控制系統(tǒng)的功能與實現，如功能單元的劃分及相互間的組織與協(xié)調等；
3.配置系統(tǒng)，通過在程序引導階段組合不同的應用程序模塊以實現數控系統(tǒng)的動態(tài)配置。
(2)OMAr
OMAC工程由美國的克萊斯勒、福特和通用三大汽車公司于1994年發(fā)起，它的主要目標是：
①建立一個源于用戶、軟件開發(fā)商、硬件制造商和OEM(Original EquipmentManufactarer)廠商的關于開放結構控制器需求以及實踐經驗的知識庫。
②促進工業(yè)界和政府的聯(lián)合，開發(fā)API集合以滿足通常的使用要求。
3.與歐洲和日本的用戶組織協(xié)作以實現一個通用的API國際標準。
④提高機床電器等數控系統(tǒng)生產廠商的開放程度。
⑤為開放式數控系統(tǒng)在開發(fā)、實現和商品化過程中的所有技術和非技術問題找到一個通用的機床電器解決方案。
OMAC沒有定義一個固定的參考結構，但是定義了用于建造不同類型控制器的模塊集。OM／kCAPl的目標是使控制系統(tǒng)銷售商提供標準組件，機床供應商把這些組件配置到機床控制系統(tǒng)中，然后把這種控制系統(tǒng)和機床交付給最終用戶。OMACAPI的應用范圍包括單軸控制e和多軸控制器。OMAC工作組努力使OMACAPl規(guī)范成為被業(yè)界承認的標準。OMACAPl使用基于組件的方法獲得“即插即用”的特性，使用界面類指定AH。OMAC API包含不同粒度和類型的“即插即用”的元件——組件、模塊和任務。組件是一種可以復用的軟件，它是應用程序的一個建造塊；模塊是組件的容器；任務是用于封裝可編程功能行為的組件，功能性由一系列步驟組成，包括啟動、停止、重啟、暫停、繼續(xù)，在控制器運行時這些步驟可能循環(huán)多次。
OMAC API使用微軟的COM技術進行集成，使數控系統(tǒng)開發(fā)商可以集中精力進行專用軟件的開發(fā)。使用COM的主要問題是硬實時性6S欠佳，這個問厘通過對Windows操作系統(tǒng)n行實時擴展的方法解決。
(3)OCEAN
OCEAN(OpenControllerEnabledbyanAdvancedreal-timeNetwork)，是OSACA項目的延續(xù)。該計劃的總目標是建立分布式控制的實時平臺，以支持遵循開放規(guī)范的控制組件的動態(tài)集成。通過該平臺可方便地實現柔性的、面向特定應用的控制系統(tǒng)，具體目標如下：
分布式實時通信平臺的建立。定義并實現基于標準通信系統(tǒng)、面向控制器的分布式實    時框架(DCRF-DistributedConSolSystemReal-TimeFraraework)。DCRF將以開放源(Open Soume)為基礎，建立開放的分布平臺作為控制組件的基本框架，井提供實時通信API。機床電器項目研究的最終成果也將作為開發(fā)源發(fā)布。基于組件的參考結構的建立。定義并實現基于組件的、面向機床的開放式數控參考結構，作為開放式數控系統(tǒng)的領域模型。基于標準的組件技術，建立并描述開放式數控器的參考結構，該結構并不作為開發(fā)源發(fā)布，而要成為DCRF機床控制器的標準化接口，井支持遵循該標準的第三方軟件的集成。
除上面的3項國際級研究工程外，還有很多大學對開放系統(tǒng)進行了深入研究，并取得一些引人注目的成果。例如：美國的密歇根大學的研究項目是開發(fā)一個基于PC機，用于控制5軸數控銑床的開放式數控系統(tǒng)UMOAC：加拿大的不列顛哥倫比亞大學采用PC+DSP的硬件結構，開發(fā)了帶智能加工模塊的多軸可編程CNC系統(tǒng)。
此外，美國的加利福尼亞大學伯克利分校、普渡大學，德國的斯圖加特大學、亞琛大學等J都在開放式數控系統(tǒng)領域進行了大量的研究。

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