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開放式機床數控系統--開放式機床數控系統的定義

日期：2009年09月25　來源：本站原創　關鍵字：機床
    開放式機床數控系統的研究從20世紀80年代末開始，到現在還沒有形成統一的標準，因而還沒有一個統一的、明確的定義。
    開放式機床數控系統的關鍵是開放結構，在軟件工程領域開放結構(或開放系統)不是一個新概念。IEEE認為開放系統應該提供這樣的能力：符合系統規范的應用系統可以在多個銷售商的不同平臺上運行；可實現與其他應用系統的互操作；具有統一的用戶界面風格。
    由于對開放式機床數控系統而言這個定義過于廣泛，因此制造學科很多研究機構都給出了他們自己認為對于制造領域更有意義的開放定義。  OSACA(OpenSystemArchitectureforControlswithinAutomationSystem)的定義強調了軟件模塊間接口的重要性，其定義是：開放式數控系統包括一組邏輯上相互分離的功能部件，部件之間、部件和應用平臺之間有著良好的接口定義，這種良好的接口定義保證了從不同供應商處得到的部件可以組成一個能夠運行于多種平臺之上的完整數控系統，而且其用戶界面風格和其他數控系統是統一的。根據OMAC(Open Modular Architecture Contro~er)計劃的描述，一個開放式數控系統必須滿足以下的需求：開放性、模塊化、系統可裁剪、低成本，以及可靠性高和易于維護。不列顛哥倫比亞大學的YusufAlfintas教授認為：開放式數控系統應該是獨立的應用程序、傳感器和計算機模板的模塊化集成，而所有這些部件可以由不同廠商提供。  雖然對開放式數控系統還沒有統一的定義，但一般認為對于機床的控制系統，通常意義的開放應具有以下特征：
    (1)機床模塊性(Modularity)和互換性(Interchangeability)系統高度模塊化，并且這些功能模塊具有完全開放的標準接口。不 同廠商的功能模塊可相互替代，具有互換性。這些功能模塊可以是硬件資源，如磁盤、RAM或CPU，也可以是軟件資源，如某類API、某種控制功能類或某種語言解釋器等。系統互換性不僅依賴于對功能控制器模塊劃分的標準化和對這些模塊接口定義的標準化，而且要求控制器從體系結構的高度支持這種模塊間的互換。
    (2)機床可移植性(Portability)
    系統的模塊化保證了在統一軟硬件平臺上的相同功能構件的可移植性。但是由于軟件干臺的多樣性，需要實現在多種硬件平臺上的可移植性。這就要求開放式數控系統的規范應該不依賴于特定的軟硬件平臺。開放式數控所定義的數據結構、命名習慣、用戶接口外觀等都應有利于在不同的系統平臺上實現。對于軟件而言，為了滿足可移植性的要求，采用分層設計或客戶機\服務器模式設計應用程序，將軟硬件平臺相關的部分置于底層，只需替換底層軟件即可。
    (3)機床可伸縮性(Scalability)
    可伸縮性是控制系統體系結構的一種屬性。與可移植性不同，它包括兩重含義：一方面是指同一控制系統可以運行于不同規模的計算平臺上，例如，既可以運行在高速處理機上(如分布式多處理器總線系統)，也可以運行在一個單獨的PC上：另一方面，是指控制系統的扭模完全是定制的，集成商可以根據控制對象的特性、用戶的要求和預算情況，增減控制系統的功能或調節控制系統的參數，實現控制系統的目標。
    (4)機床互操作性(Interopembility)
    機床互操作性包括：控制系統內部標準部件之間的互操作性，不同控制系統之間的互操作性，控制系統和外部應用的互操作性。這不僅要求控制系統的各個功能部件具有開放的數據接口，而且要求控制系統的實現完全遵循支持數據交換的軟件規范，如面向網絡、面向對象等。
    (5)機床可擴展性(Expandability)
    機床可擴展性是指用戶或二次開發者可以采用安全有效的方法將屬于他們自己的加工經驗和專用軟件集成到數控系統中，形成自己的專有數控系統。可擴展性的實現方法有兩種：
    ①可以采用一個固定模塊內部結構，但預留插入用戶專用軟件的接口的方式；
    ②提供用戶應用程序接口(ApplicationProgrammingInterface，APl)和編程規范，供用戶編制自己的專用模塊。目前，這種方式的使用更為廣泛。

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