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開放式機床數(shù)控系統(tǒng)--開放式機床數(shù)控系統(tǒng)的定義


日期：2009年09月25　來源：本站原創(chuàng)　關(guān)鍵字：機床
    開放式機床數(shù)控系統(tǒng)的研究從20世紀80年代末開始，到現(xiàn)在還沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準，因而還沒有一個統(tǒng)一的、明確的定義。
    開放式機床數(shù)控系統(tǒng)的關(guān)鍵是開放結(jié)構(gòu)，在軟件工程領(lǐng)域開放結(jié)構(gòu)(或開放系統(tǒng))不是一個新概念。IEEE認為開放系統(tǒng)應(yīng)該提供這樣的能力：符合系統(tǒng)規(guī)范的應(yīng)用系統(tǒng)可以在多個銷售商的不同平臺上運行；可實現(xiàn)與其他應(yīng)用系統(tǒng)的互操作；具有統(tǒng)一的用戶界面風(fēng)格。
    由于對開放式機床數(shù)控系統(tǒng)而言這個定義過于廣泛，因此制造學(xué)科很多研究機構(gòu)都給出了他們自己認為對于制造領(lǐng)域更有意義的開放定義。  OSACA(OpenSystemArchitectureforControlswithinAutomationSystem)的定義強調(diào)了軟件模塊間接口的重要性，其定義是：開放式數(shù)控系統(tǒng)包括一組邏輯上相互分離的功能部件，部件之間、部件和應(yīng)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(yīng)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(shù)控系統(tǒng)，而且其用戶界面風(fēng)格和其他數(shù)控系統(tǒng)是統(tǒng)一的。根據(jù)OMAC(Open Modular Architecture Contro~er)計劃的描述，一個開放式數(shù)控系統(tǒng)必須滿足以下的需求：開放性、模塊化、系統(tǒng)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(xué)的YusufAlfintas教授認為：開放式數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)該是獨立的應(yīng)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(shù)控系統(tǒng)還沒有統(tǒng)一的定義，但一般認為對于機床的控制系統(tǒng)，通常意義的開放應(yīng)具有以下特征：
    (1)機床模塊性(Modularity)和互換性(Interchangeability)系統(tǒng)高度模塊化，并且這些功能模塊具有完全開放的標(biāo)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(tǒng)互換性不僅依賴于對功能控制器模塊劃分的標(biāo)準化和對這些模塊接口定義的標(biāo)準化，而且要求控制器從體系結(jié)構(gòu)的高度支持這種模塊間的互換。
    (2)機床可移植性(Portability)
    系統(tǒng)的模塊化保證了在統(tǒng)一軟硬件平臺上的相同功能構(gòu)件的可移植性。但是由于軟件干臺的多樣性，需要實現(xiàn)在多種硬件平臺上的可移植性。這就要求開放式數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范應(yīng)該不依賴于特定的軟硬件平臺。開放式數(shù)控所定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、命名習(xí)慣、用戶接口外觀等都應(yīng)有利于在不同的系統(tǒng)平臺上實現(xiàn)。對于軟件而言，為了滿足可移植性的要求，采用分層設(shè)計或客戶機\服務(wù)器模式設(shè)計應(yīng)用程序，將軟硬件平臺相關(guān)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(tǒng)體系結(jié)構(gòu)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(tǒng)可以運行于不同規(guī)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(tǒng))，也可以運行在一個單獨的PC上：另一方面，是指控制系統(tǒng)的扭模完全是定制的，集成商可以根據(jù)控制對象的特性、用戶的要求和預(yù)算情況，增減控制系統(tǒng)的功能或調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的參數(shù)，實現(xiàn)控制系統(tǒng)的目標(biāo)。
    (4)機床互操作性(Interopembility)
    機床互操作性包括：控制系統(tǒng)內(nèi)部標(biāo)準部件之間的互操作性，不同控制系統(tǒng)之間的互操作性，控制系統(tǒng)和外部應(yīng)用的互操作性。這不僅要求控制系統(tǒng)的各個功能部件具有開放的數(shù)據(jù)接口，而且要求控制系統(tǒng)的實現(xiàn)完全遵循支持數(shù)據(jù)交換的軟件規(guī)范，如面向網(wǎng)絡(luò)、面向?qū)ο蟮取?br />     (5)機床可擴展性(Expandability)
    機床可擴展性是指用戶或二次開發(fā)者可以采用安全有效的方法將屬于他們自己的加工經(jīng)驗和專用軟件集成到數(shù)控系統(tǒng)中，形成自己的專有數(shù)控系統(tǒng)�？蓴U展性的實現(xiàn)方法有兩種：
    ①可以采用一個固定模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)，但預(yù)留插入用戶專用軟件的接口的方式；
    ②提供用戶應(yīng)用程序接口(ApplicationProgrammingInterface，APl)和編程規(guī)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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