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開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展
開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展，是小編專(zhuān)門(mén)為各位數(shù)控專(zhuān)業(yè)畢業(yè)的同學(xué)準(zhǔn)備的論文，希望對(duì)大家有幫助!
摘 要 當(dāng)前我國(guó)計(jì)算機(jī)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(shè)計(jì)過(guò)程中，開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用取得了良好的應(yīng)用。當(dāng)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障，各軟硬件都可以從市場(chǎng)中進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)，解決故障問(wèn)題，然而這在傳統(tǒng)封閉式數(shù)控系統(tǒng)中是不可能做到的。開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)很好的克服了原有封閉數(shù)控系統(tǒng)的缺點(diǎn)，具有良好的發(fā)展前景，相對(duì)于傳統(tǒng)封閉性數(shù)控系統(tǒng)，開(kāi)放式系統(tǒng)具有良好的開(kāi)放性、系統(tǒng)功能，而且在日常生活中易于購(gòu)買(mǎi)，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本，極大程度的改善了人機(jī)界面的合理性。本文主要介紹了開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的概念，并為開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀、應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)做了簡(jiǎn)要分析。
關(guān)鍵詞 開(kāi)放式;數(shù)控系統(tǒng);概念;現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢(shì)
1 開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)概念及特征
1.1 開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的概念
IEEE(美國(guó)電氣電子工程師協(xié)會(huì))關(guān)于開(kāi)放式系統(tǒng)的定義是：開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)是指，可以與其他系統(tǒng)互操作，在多種平臺(tái)上運(yùn)行，為客戶提供統(tǒng)一交互方式的數(shù)控系統(tǒng)。開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)nc控制器與當(dāng)今的pc機(jī)類(lèi)似，在開(kāi)放的平臺(tái)之上，將組織結(jié)構(gòu)模塊化，它允許客戶以自己的需求對(duì)數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)更改或擴(kuò)展系統(tǒng)功能，進(jìn)行選配和集成，組成系統(tǒng)的各功能模塊可以來(lái)源于不同的部件供應(yīng)商并相互兼容滿足其各種需求。
開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)能使得各種應(yīng)用系統(tǒng)可以有效地運(yùn)行于不同供應(yīng)商提供的不同平臺(tái)之上，可以與其它應(yīng)用系統(tǒng)相互操作，并具有風(fēng)格一致的用戶交互界面。
1.2 開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的基本特征
1)模塊化
開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的模塊化特征包括數(shù)控功能模塊化和系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)模塊化兩個(gè)方面。數(shù)控功能模塊化是指，用戶可以根據(jù)自己的要求選擇安裝自己所需要的數(shù)控功能;系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)模塊化是指，在開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)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(tǒng)結(jié)構(gòu)。
2)標(biāo)準(zhǔn)化
開(kāi)放式數(shù)控裝置必須是在一定的標(biāo)準(zhǔn)約束下進(jìn)行，公司在開(kāi)發(fā)各種系統(tǒng)部件以及功能模塊時(shí)，應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)需求。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)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(shù)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化是在模塊化的前提下完成的。
3)可移植性
開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)各應(yīng)用程序模塊可以在不同生產(chǎn)商提供的系統(tǒng)平臺(tái)上進(jìn)行運(yùn)行，其系統(tǒng)軟件也可以在具有不同特性的硬件平臺(tái)上運(yùn)行，所以說(shuō)，開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的功能性軟件與設(shè)備并沒(méi)有多大關(guān)系，通過(guò)統(tǒng)一的應(yīng)用數(shù)據(jù)格式，用一致的設(shè)備接口進(jìn)行連接，其各功能模塊就可以在不同的平臺(tái)運(yùn)行，具有可移植性。
4)網(wǎng)絡(luò)化
開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化是指，以通訊和資源共享為手段，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，而不需要其他的接口部件或者上位機(jī)。
2 開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
2.1 國(guó)外的研究現(xiàn)狀
美國(guó)的NGC計(jì)劃：
美國(guó)是開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)起人，于1987年提出了NGC計(jì)劃。
NGC計(jì)劃的體系結(jié)構(gòu)通過(guò)虛擬機(jī)械把系統(tǒng)和模塊鏈接到計(jì)算機(jī)平臺(tái)上，通過(guò)不同的設(shè)計(jì)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(jì)劃基于模型的處理包括了裝置的全獨(dú)立編程，多個(gè)裝置間的協(xié)調(diào)，自適應(yīng)路徑策略和大范圍的工作站等過(guò)程，該體系結(jié)構(gòu)保證了各種應(yīng)用系統(tǒng)與操作平臺(tái)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(guó)內(nèi)的研究情況
我國(guó)開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)與國(guó)外研究現(xiàn)狀相比，還處于起步階段。當(dāng)前，我國(guó)中、高檔產(chǎn)品主要還是通過(guò)進(jìn)口國(guó)外產(chǎn)品進(jìn)行補(bǔ)充，國(guó)內(nèi)開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)較低檔經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)品占據(jù)主導(dǎo)地位，例如：北京的中華系列，沈陽(yáng)的藍(lán)天系列和武漢的華中系列，其中華中世紀(jì)之星可實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)，是國(guó)內(nèi)比較先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)。
3 開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用案例
3.1 AECOM微型陣列打印機(jī)
AECOM的微型陣列打印機(jī)，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(tái)計(jì)算機(jī)控制的高精、高速三軸開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)和一個(gè)獨(dú)特的筆尖組件組成。
3.2生物芯片掃描設(shè)備
生物芯片掃描設(shè)備，在醫(yī)療血液掃描采樣過(guò)程中進(jìn)行使用。通過(guò)快速掃描醫(yī)院中病人的血液標(biāo)本，得到關(guān)于血液的各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)，以用于疾病診斷和處置方法的確定。
4 開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展未來(lái)
開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)自誕生以來(lái)就得到業(yè)界的廣泛關(guān)注和好評(píng)，勿庸置疑，它是未來(lái)數(shù)控技術(shù)發(fā)展的主要方向。計(jì)算機(jī)技術(shù)，特別是軟件技術(shù)的快速發(fā)展為開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。未來(lái)的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)具有如下的特點(diǎn)：
1)易操作性
傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)化程度高，對(duì)員工的素質(zhì)要求嚴(yán)格，開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)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(shù)控系統(tǒng)內(nèi)核擴(kuò)展了數(shù)控系統(tǒng)的柔性和開(kāi)放性，降低了系統(tǒng)成本。目前大多宣稱(chēng)為開(kāi)放式的數(shù)控系統(tǒng)屬于這一類(lèi)，如功能非常強(qiáng)大的MAZAK的Mazatrol Fusion 640，美國(guó)A2100，Advantage 600，華中HNC-2000數(shù)控系統(tǒng)等。
3)總線連接性
數(shù)控系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)和數(shù)字I/O(PLC的I/O)連接的發(fā)展方向是現(xiàn)場(chǎng)總線。
傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)和PLC I/O與控制器是直接相連的，若采用總線連接，通過(guò)一根通訊線或光纜將全部的驅(qū)動(dòng)與數(shù)控I/O進(jìn)行連接，傳遞系統(tǒng)信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)控制智能化�？偩�連接具有高度可靠性以及擴(kuò)展性。同時(shí)在日常維護(hù)過(guò)程中，簡(jiǎn)潔方便�？偩�連接方式在開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)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(yīng)用較成功的有美國(guó)的OpenCNC和德國(guó)的PA公司(自己開(kāi)發(fā)的實(shí)時(shí)內(nèi)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(tǒng)的單CPU的軟件化數(shù)控系統(tǒng)。Linux和RTLinux是源代碼開(kāi)放的免費(fèi)操作系統(tǒng)，發(fā)展迅猛，是我國(guó)力主發(fā)展的方向。
5 結(jié)論
開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的概念從目前研究來(lái)看，還沒(méi)有統(tǒng)一明確的概念，實(shí)現(xiàn)技術(shù)還處于百家爭(zhēng)鳴的階段。因此，在以后的開(kāi)放性數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)過(guò)程中，不僅要加強(qiáng)開(kāi)放性的研究，還要加強(qiáng)基礎(chǔ)體系結(jié)構(gòu)運(yùn)行平臺(tái)的建立，同時(shí)改善現(xiàn)存的有關(guān)技術(shù)以及各操作系統(tǒng)的精確程度。
參考文獻(xiàn)
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