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開放式數(shù)控系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

日期：2009年09月25　來源：本站原創(chuàng)　關(guān)鍵字：機(jī)床電器
1．國外研究現(xiàn)狀
只要提及機(jī)床電器開放式數(shù)控系統(tǒng)，就不能不提到在這一領(lǐng)域最具影響力的4個(gè)國際化的工程．(1)OSACA
0SACA(OpenSystemArchitectureforCongolswithinAutomationSystera)計(jì)劃由歐洲的幾個(gè)主要數(shù)控廠商、機(jī)床廠商和相關(guān)的研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)起，其目標(biāo)是建立一個(gè)開放的、與廠商無關(guān)的控制器體系結(jié)構(gòu)，以提高歐洲機(jī)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(gè)適當(dāng)?shù)牡讓咏Y(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的可移植性、可擴(kuò)展性、可替換性、可伸縮性和互操作性。
OSACA采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，其結(jié)構(gòu)主要由以下三部分組成：
①通信系統(tǒng)，定義獨(dú)立于硬件和系統(tǒng)軟件的應(yīng)用程序API，以便控制器內(nèi)部各模塊間進(jìn)行信息交換；
②參考體系結(jié)構(gòu)，主要規(guī)范控制系統(tǒng)的功能與實(shí)現(xiàn)，如功能單元的劃分及相互間的組織與協(xié)調(diào)等；
3.配置系統(tǒng)，通過在程序引導(dǎo)階段組合不同的應(yīng)用程序模塊以實(shí)現(xiàn)數(shù)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(biāo)是：
①建立一個(gè)源于用戶、軟件開發(fā)商、硬件制造商和OEM(Original EquipmentManufactarer)廠商的關(guān)于開放結(jié)構(gòu)控制器需求以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的知識庫。
②促進(jìn)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(shí)現(xiàn)一個(gè)通用的API國際標(biāo)準(zhǔn)。
④提高機(jī)床電器等數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠商的開放程度。
⑤為開放式數(shù)控系統(tǒng)在開發(fā)、實(shí)現(xiàn)和商品化過程中的所有技術(shù)和非技術(shù)問題找到一個(gè)通用的機(jī)床電器解決方案。
OMAC沒有定義一個(gè)固定的參考結(jié)構(gòu)，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(biāo)是使控制系統(tǒng)銷售商提供標(biāo)準(zhǔn)組件，機(jī)床供應(yīng)商把這些組件配置到機(jī)床控制系統(tǒng)中，然后把這種控制系統(tǒng)和機(jī)床交付給最終用戶。OMACAPI的應(yīng)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(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。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(wù)。組件是一種可以復(fù)用的軟件，它是應(yīng)用程序的一個(gè)建造塊；模塊是組件的容器；任務(wù)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(yùn)行時(shí)這些步驟可能循環(huán)多次。
OMAC API使用微軟的COM技術(shù)進(jìn)行集成，使數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)商可以集中精力進(jìn)行專用軟件的開發(fā)。使用COM的主要問題是硬實(shí)時(shí)性6S欠佳，這個(gè)問厘通過對Windows操作系統(tǒng)n行實(shí)時(shí)擴(kuò)展的方法解決。
(3)OCEAN
OCEAN(OpenControllerEnabledbyanAdvancedreal-timeNetwork)，是OSACA項(xiàng)目的延續(xù)。該計(jì)劃的總目標(biāo)是建立分布式控制的實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)柔性的、面向特定應(yīng)用的控制系統(tǒng)，具體目標(biāo)如下：
分布式實(shí)時(shí)通信平臺的建立。定義并實(shí)現(xiàn)基于標(biāo)準(zhǔn)通信系統(tǒng)、面向控制器的分布式實(shí)    時(shí)框架(DCRF-DistributedConSolSystemReal-TimeFraraework)。DCRF將以開放源(Open Soume)為基礎(chǔ)，建立開放的分布平臺作為控制組件的基本框架，井提供實(shí)時(shí)通信API。機(jī)床電器項(xiàng)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(jié)構(gòu)的建立。定義并實(shí)現(xiàn)基于組件的、面向機(jī)床的開放式數(shù)控參考結(jié)構(gòu)，作為開放式數(shù)控系統(tǒng)的領(lǐng)域模型。基于標(biāo)準(zhǔn)的組件技術(shù)，建立并描述開放式數(shù)控器的參考結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)并不作為開發(fā)源發(fā)布，而要成為DCRF機(jī)床控制器的標(biāo)準(zhǔn)化接口，井支持遵循該標(biāo)準(zhǔn)的第三方軟件的集成。
除上面的3項(xiàng)國際級研究工程外，還有很多大學(xué)對開放系統(tǒng)進(jìn)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(xué)的研究項(xiàng)目是開發(fā)一個(gè)基于PC機(jī)，用于控制5軸數(shù)控銑床的開放式數(shù)控系統(tǒng)UMOAC：加拿大的不列顛哥倫比亞大學(xué)采用PC+DSP的硬件結(jié)構(gòu)，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(xué)伯克利分校、普渡大學(xué)，德國的斯圖加特大學(xué)、亞琛大學(xué)等J都在開放式數(shù)控系統(tǒng)領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究。

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