开放式数控系统介绍
PC运动控制板卡的交流伺服控制系统
控制模块
电位插刀误速G 监中P
机置补补差度功控断L
运运计计补处能处处C
动动算算偿理处理理处
控控
理
理
制制
2 PMAC运动控制器
PMAC-Programmable
Multi-Axis
Controller是可编程多轴运动控制器，也称运动控
制计算机.
它 主 要 由 MOTOROLA DSP CPU 与 DELTA
2 基于运动控制器的数控系统（功能概图）
计算机
PCI总线
运动控制器 基本模块
数控系统 （运动控制器）
开关量 I/O
其它I/O
伺服辅助控制信号
I/O模块
运动控制 指令
伺服 驱动器
位置反馈
主轴 驱动器
伺服电机
2 基于运动控制器的数控系统（PCI总线）
2 基于运动控制器的数控系统（软件系统）
数控装置
➢I/O扩展端口
➢64位位置计数范围
➢越程极限，回原点，伺服放大 ➢位置环，速度环，电流环三环
器报警，使能标志信号接口
矢量控制能力
➢LCD和VFD显示端口
➢曲线加减速控制
➢Bus and/or RS-422通信
➢自定义伺服算法能力
➢脱机运行
➢电子齿轮
➢G-Code 编程（可自定义）
➢先进的PID及扩展伺服算法
Ix20
7）通过设置 I变量可以控制以下典型 P.I.D 伺服环
Following
Error 跟随误差
Commanded
Actual
- = Position
Position
指令位置
实际位置
Com m and+
对开放式数控系统的研究综述
3. 欧盟o A s 以计划。早在1 8 年n 月，在德国机床厂提出的新型控制 97 器方案的原则为: 可组配、模块化和开放式。199 年1 月，欧洲各国的合 1 0 作计划o A A开始启动，目的是制定一个与制造商无关的开放控制系统结 s C 构。该计划提高了欧洲各国机床和控制系统制造商在世界市场中的竞争 力。O A A S C 计划提高了系统的开放和柔性程度，减少了开发、维护、培训和
SILIC O N
LLE Y . 耳 表 矍
对开放 式数控 系统 的研究综述
苏有能
(长江大学机械工程学院 材料 湖北 荆州 4 4 23 30 )
〔 要 叙 放式明 放式 控系统的 优越性 及其发 状况， 展 介绍美国 以c、日 osE 、 osA 三大 。 本 c 欧盟 以 计划的 形成， 国 指出 内
到9伽/ m n。国内加工中心快速进给大多在3伽/ 耐n左右，个别达到 i 60. / 耐n。在加工精度上，国外卧式加工中心都装有机床精度温度补偿系 统，加工精度比较稳定，而国内尚在研发中。
五、结论
总之，传统的数控系统虽然技术发展的己经很成熟，但是因其局限
由专用性导致的系统封闭为系统自身的扩充、修改、兼容带来了很大 的困难。对侧C技术带来了极大的局限。束缚了 C自身产业的发展。 N C 三、国内外对开放式傲控系狡的研究状况
外数控技术的差距与对比.
【 关键词〕 开放式数控系统 优越性 差距与对比 特点
中图分类号: TPZ 文献标识码: A 文连编号: 1671一7597 (20 8 ) 03210128一01 0
一、开放式橄控系统的姐念及特征
控制器” 的结构. 该计划明确了各层次模块的功能、服务内容及接口 规
范，提出了控制器的分层模型。
开放式数控系统的现状与发展
开放式数控系统的现状与发展作者：王晓东刘宇来源：《城市建设理论研究》2013年第04期摘要：数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础。
而数控系统是数控制造技术的核心是一种基于计算机控制的实时控制系统。
本文介绍了开放式数控系统的技术内容，分析了开放式数控技术发展现状，探讨了开放式数控系统的发展趋势。
关键词：开放式数控系统技术内容现状发展趋势中图分类号：S776.05 文献标识码：A 文章编号：随着现代制造业逐渐面向多品种、小批量生产方式的转变, 同时, 还有高精、高效、高速加工的需要以及企业为实现异地制造和远程诊断所需的联网功能及智能控制, 开放式数控系统已成为数控系统发展的重要方向.一、开放式数控概念的提出随着制造业的发展，中小批量生产的趋势日益增强，机械产品的机构越来越合理，其性能、精度和效率日趋提高，对数控机床柔性、通用性提出了更高的要求，以保证制造业向着高精度、高速度、高效率、快速的市场响应、易操作性等方向发展。
传统的数控系统在结构上提供给用户有限的选择，用户无法对现有数控设备的功能进行修改以满足自己特殊的需求。
传统的数控系统是一种专用封闭式系统，它越来越不能满足市场发展的需要。
传统的数控系统的缺点如下：（1）与通用计算机不兼容，不同厂家的数控系统不兼容，甚至同一个厂家的不同系列的数控系统也不兼容；（2）各种数控系统的内部结构复杂，一旦数控系统发生故障，往往需要找生产厂家来维修，很不方便，而且大大提高了维修费用；（3）难进行升级和进一步开发；（4）专用封闭式数控系统的发展一般滞后5年左右，在计算机技术迅猛发展的今天，这是一个相当长的时间。
传统数控系统的上述特点严重制约着数控技术的发展，不能满足市场对数控技术新的要求。
针对这种情况，人们80年代就提出了开放式控制系统的概念。
早在1987年，美国开始了名为“下一代控制系统”的NGC计划，并成立了“美国国家制造科学中心”，其主要目的是在拟订并推进关于新一代开放式控制系统的详细分析规范。
浅谈开放式数控系统在实时操作中的应用
理， 对于机械产品的性能 、 精度和生产效率就有 了更 高的要 求。 关键 词 ： 开 放 式 数控 ； 实时操 作 ； 应用
１ 概述 １ ． １ 开 放式 数控 系统 的概 念 。开放 式数 控 系统是 数控 系统 的发 展 的 必 然趋 势 ， 目前对 于它 的研 究 正处 于一 种研 究 阶段 ， 对 于它 的定 义 是 各说纷纭 ，是一种百家争鸣的局面。国际电气电子Ｔ程师协会 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ 给与它这样的定义 ： 开放式数控系统是符合系统规范 ， 可以在不同的 供应商提供 的平 台上运行 ， 可以与其它应用系统相互兼容 ， 且具有一 致的用户交互界面。其实我们可以这样来理解 ， 开放式数控系统就是 为用户提供一个平台 ， 用户可依据需求 ， 在这个平 台上开发出满足需
求的硬件和软件 ， 并与这个应用系统相兼容 ， 从而形成一个具有商Ｉ 生 价比的系统。 １ ｌ ２ 开放式数控系统的特点。开放式数控系统从 目前对其的研究上 来看， 其具有以下四个特点： １ ） 相互操作性。 开放式数控系统为用户提 供 了标准化的通用接 口， 将不同的应用程序模块通过这种标准化通用 接 口运行在平台之上，使得程序之间具有一种能够相互操作的能力 ， 相互协调来完成任务。 ２ ） 可移槽 陛。 可移植胜是开放式数控系统所具 有 的最大特点。应用系统中的程序模块具有了可移植性， 那么也就解 决了软件共享的问题。不过应用系统要具有可移植 ｌ 生， 那么其设备就 必需具有一种无关 ｌ 生， 这样通过通用接 口的连接就可完成了对系统设 备的控制 ， 从而符合用户要求来完成任务。 ３ ） 可缩放性。 开放式数控系 统具有可缩放性的特点 ， 用户就可依据 自己对功能的需求选择数据系 统， 对于需要 的程序模块可装载添加 ， 不需要的功能程序就可将其卸 载， 可避免为了某一功能而选择复杂及功能全的数控系统 ， 避免浪费 ， 而且复杂的操作系统操作将相对复杂的。 １ － ３ 开放式数控系统的模式。１ ） Ｐ Ｃ嵌入 Ｎ Ｃ中。目前科技的进步 ， 数 控系统趋向于一种开放化的发展趋势 ， 对于一些传统 的数控系统制造 商来说 ， 就必须对其进行改变来适应社会发展的需求。传统的数控系 统 制造 商将 系 统 中 Ｃ Ｎ Ｃ部 分与 Ｐ Ｃ机相 结合 ，把 以往 不具 有 实 时控 制 的部分 在 Ｐ ｃ机 上来 实现 ，具 有 实 时控 制 的部 分 还在 原 系统 中应 用。 这样将 Ｐ Ｃ嵌入 Ｎ Ｃ， 改善了数控系统的许多功能， 如图形显示 、 人 机界面 、 编程等。 ２ ） Ｎ Ｃ嵌入 Ｐ Ｃ 中。 对于基于 Ｐ Ｃ机为基础的 Ｃ Ｎ Ｃ制 造商 ， 它们所开发的商 ｝ 生 能程序软件将具有这非常好的开放性 ， 用户
数控技术第4章计算机数控系统(1)
位臵控制模块
6、可编程控制器（PLC） 代替传统机床的继电器逻辑控制来实现各种开关 量的控制。 分为两类： 一类是“内装型”PLC，为实现机床的顺序控制 而专门设计制造的。 另一类是“独立型”PLC，它是在技术规范、功 能和参数上均可满足数控机床要求的独立部件。
三、多CPU结构 适合多轴控制、高进给速度、高精度的机床。 紧藕合：相同的操作系统 松藕合：多重操作系统
控制各类轴运动的功能，用能控制的轴数和能同时控制 的轴数来衡量。
准备功能：G指令功能，指定机床的运动方式。 插补功能：包括软件粗插补和硬件精插补。 进给功能：F指令功能。
切削进给速度(mm/min) 同步进给速度(mm/r) 快速进给速度 进给倍率
主轴功能: 指令主轴转速 S指令功能，指定主轴转速(r/min, mm/min)。 转速编码，恒切削速度切削，主轴定向准停 辅助功能： M指令功能，指定主轴的起停转向（M03、M04）、冷却 泵的通和断、刀库的起停等。 刀具功能：T指令，选择刀具。 字符和图形显示功能： 显示程序、参数、补偿量，坐标位臵、故障信息等。 自诊断功能： 故障的诊断，查明故障类型及部位。
4、进给速度处理 编程指令给出的刀具移动速度是在各坐标合成方 向上的速度，进给速度处 理要根据合成速度计算 出各坐标方向的分速度。 此外，还要对机床允许的最低速度和最高速度的 限制进行判别处理，以及用软件对进给速度进行 自动加减速处理。
5、插补计算 插补就是通过插补程序在一条已知曲线的起点和 终点之间进行“数据点的密化”工作。
三. CNC系统的工作过程
基本过程： CNC装臵的工作过程是在硬件的支持下，执行软 件的过程。 通过输入设备输入机床加工零件所需的各种数据 信息，经过译码和运算处理（包括刀补、进给速 度处理、插补），将每个坐标轴的移动分量送到 其相应的驱动电路，经过转换、放大，驱动伺服 电动机，带动坐标轴运动，同时进行实时位臵反 馈控制，使每个坐标轴都能精确移动到指令所要 求的位臵。
基于PC的开放式数控系统
基于PC的开放式数控系统随着市场全球化的发展，市场对于适合中小批量加工、具有良好柔性和多功能性的制造系统的需求已超过对大型单一功能的制造系统的需求，从而要求制造具有较强的市场应变能力。
这种趋势促成了一个新概念的产生，即模块化、可重构、可扩充的软件与硬件系统，也就是开放式数控系统。
该系统不仅能够快速、经济地适应新的加工需求，而且为制造商提供了将其技术或产品第三方的技术或产品进行集成的可能性。
目前，世界各国都致力于研究开放式CNC系统。
如欧洲的OSACA、美国的OMAC和日本的OSEC。
数控系统的开放性概念出现在20 世纪80 年代末90 年代初，是欧美各国为了适应机床制造业在技术、市场和生产组织结构等多方面的新的变化而提出的。
在关于开放式体系结构的定义，按IEEE 的定义，一个开放式控制系统应提供这样的能力：对于不同的卖主的各种平台上运行的应用都能在系统上完全实现，并且能和其他系统应用进行交互操作，同时具有一致性的用户界面。
因此，开放式系统是指能够在多种不同的平台上运行，可以和其他系统的应用相互操作，并能给用户提供一种一致风格的交互方式的数控系统，也就是在加工机械专用的CNC中引入PC所具有的开放化。
根据这个定义，开放式数控系统是一个模块化的体系结构，既有接口的开放性，又有自身功能的开放性，其应具有以下特征开放性提供标准化环境的基础平台，允许不同功能和不同开发商的软件硬件模块介入。
可互操作性通过提供标准化接口、通信和交互机制，使不同功能模块与标准应用程序接口运行于系统平台之上，并获得平等的相互操作能力，协调工作。
可移植性系统的功能软件与设备无关，即应用统一的数据格式、交互模型、控制机理，使构成系统的各个功能模块可来源于不同的开发商提供的硬件平台之上。
可扩展性系统的功能、模块可以灵活设置，方便修改，既可以增加硬件或软件构成功能更强的系统，也可以裁减其功能以适应低端应用。
可互换性不同功能、不同可靠性的功能模块可以相互替代，而不影响系统的协调运行。
2019春西南大学0937数控技术作业答案
1、数控机床的驱动执行部分是（）。
1.数控机床本体2.数控装置3.伺服系统4.控制介质与阅读装置2、刀位点是（）上的点。
1.刀具2.工件3.夹具3、闭环控制系统的位置反馈元件应（）。
1.装在电机轴/传动丝杆上2.装在执行部件上3.装在传动丝杆上4、改变步进电机定子绕组的通电顺序，则（）。
1.步进电机的脉冲当量发生变化2.转子的旋转方向发生变化3.步进电机的步距角发生变化4.步进电机转子转速发生变化5、逐点比较法是用（）来逼近曲线的。
1.折线2.直线3.圆弧和直线6、所谓插补就是根据输入线型和速度的要求（）。
1.实时分配各轴在每个插补周期内的位移量2.计算各轴下一插补周期的位移量3.实时计算刀具相对与工件的合成进给速度7、建立刀具长度正补偿的指令是（）。
1. G432. G443. G498、为确定工件在机床中的位置，要确定（）。
1.机床坐标系2.工件坐标系3.笛卡尔坐标系9、数控机床上交流伺服电机的变频调速常采用（）方式。
1.交-直-交变频调速2.交-交变频调速3.直-交-直变频调速4.直-直变频调速10、步进电动机的转速主要取决于（）。
1.电脉冲的总数2.电流的大小3.电脉冲的频率4.电压的高低多项选择题11、伺服系统是一种以（）为控制对象的自动控制系统。
1.功率2.机械位置或角度3.加速度4.速度12、数控机床适合加工（）。
1.大批量生产的标准件2.结构比较复杂精度要求高的零件3.加工批量小、改型频繁的零件4.多品种小批量生产的零件。
13、对于步进电机的特性，以下说法正确的是（）。
<br< span="" style="box-sizing: border-box;"></br<>1.启动频率(突跳频率)fq是反映步进电机快速性能的重要指标，若启动时的频率大于突跳频率，步进电机就不能正常启动，而造成失步；2.步进电机连续运行的工作频率fmax通常低于步进电机的启动频率fq；3.最大静态转矩Mjmax反应了步进电机的自锁能力；4.步进电机采用单相轮流通电方式与单双相轮流通电方式的步距角相同，采用双相轮流通电方式时步距角可减半。
开放式数控系统
开放式数控系统
1）开放的含义
开放式数控系统是一种模块化的、可重构的、可扩充的通用数控系统，它以工业PC 机作为CNC 装置的支撑平台，再由各专业数控厂商依据需要装入自己的掌握卡和数控软件构成相应的CNC 装置。
2）开放的特征
（1）可移植性：系统的应用模块无需经过任何转变就可以用于另一平台，仍旧保持原有特性。
（2）可扩展性：不同应用模块可在同一平台上运行。
（3）可协同性：不同应用模块能够协同工作，并以确定方式交换数据。
（4）规模可变：应用模块的功能和性能以及硬件的规模可根据需要调整。
3）系统结构
（1）CNC+PC主板：把一块PC主板插入传统的CNC机器中，PC 主板主要运行非实时掌握，CNC主要运行以坐标轴运动为主的实时掌握。
（2）PC+专业运动掌握卡：把运动掌握卡插入计算机标准插槽中作实时掌握用，PC机主要用作处理非实时掌握。
4）开放层次
（1）系统层CNC系统的开放（系统层）
CNC系统可以直接运行各种应用软件，大大改善CNC的图形显示、动态仿真、编程和诊断功能。
（2）用户操作界面的开放（界面层）
用户操作界面的开放使CNC系统具有更加友好的用户接口，有的甚至还具备远程诊断的功能。
（3）CNC内核的深层次开放（内核层）
通过编译循环，用户可以把自己用C或C++语言开发的应用软件加到标准CNC的内核中。
形成独具特色的共性化数控机床。
Mazatrol Fusion 640数控系统简介
准确的模拟实际加工的刀具路径。 准确的模拟实际加工的刀具路径。
（其他公司带PC的CNC不能显示与实际加工相同的图象）
操作人员看不到的机床内侧的铣削加工状况 也可以移到正面加以观察确认。 由于是MAZATROL，所以可 用实际的刀具数据绘图。
由于是MAZATROL，所以可以 描绘加工工件原料图。
（一般的CAM需要特别的加工工件原料定义）
运转状况数据 ■自动运转中 ■机床停止中 ■准备中 ■报警 等
并可按加工工件管理每天 的加工数量。
由于PC部与CNC部是融合在一起的，所以在显示按加工工件的每天 运转内容的同时，也显示加工数量。 在外部（办公室、家中）也可看到这个画面，可称为管理者的好助手。
MAZATROL FUSION 640
主轴负荷显示
仭 模具加工的微量线分段进给的运行速度比以往提高了俀倍。 最近在模具加工中，为了减少手工加工的工序，对加工精度的要求越来越高，所以 微量线分段进给越来越精细了。 …但是 Mazatrol FUSION 640不会降低生产效率。
M-Plus M-Plus
工件尺寸 线分长度
１００ ｍｍ亊１００ ｍｍ ３０兪ｍ乣１００兪ｍ
MAZATROL FUSION 640
编程 编程 加工向导预测 加工向导预测 向导 向导
监控 监控
加工向导
实例介绍 实例介绍 加工 加工 监控 监控 加工向导结果 加工向导结果 主轴负荷记录 主轴负荷记录
因为画面上实时显示正在加工中刀具的切削条件（主轴转速、进给负载、主轴 负载等），所以可判断这些条件是否合适。 在外部（办公室、家中等）也可看到这个监控画面。由于将现场的机械运转状 况向管理者报告，因此可实时地掌握现场情况，可称为管理者的好助手。
新型数控系统简介41344
3、机床本体良好的刚性
数控机床是一种典型的机电一体化产品，数控机床的 品质如加工精度和动态特性，不是仅仅取决于采用什么 档次的数控系统，更取决于高质量的机械部件和优化的 装配工艺，取决于机电的密切配合，机床本体的刚性直 接影响数控机床的动态特性，优良的机械系统是一台高 品质数控机床的基础。
内容提要
• 8.1数控系统发展趋势 • 8.2高速高精加工机床 • 8.3开放式数控系统
8.1 数控系统发展趋势
一、高精度、高速度 1、足够高的进给加速度 2、高精度插补 3、前馈控制 4、连续轮廓前瞻控制 5、必须配备高分辨率的检测光栅
二、开放式体系 三、智能化 四、网络化 五、高可靠性 六、多轴联动化
“开放”是数控和各种控制系统的发展趋势，它既 来自数控机床用户和制造厂家的要求，也来自于数控 系统本身追求高质量、低成本的需要。开放式数控系 统具有模块化、接口标准化、可替换性、可裁剪性以 及适于二次开发等基本特点。
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BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH
• HSC技术的影响因素
高速切削不只是切削速度的提高，是一项复杂的系统工 程，它的发展涉及到机床、数控系统、刀具、工艺和材 料等诸多领域的技术配合和技术创新。
• 高速切削机床的主要技术
1、高速电主轴 2、高速进给系统 当前高定位精度的高速进给系统的最佳解决方案：直 线驱动加绝对式光栅尺。
开放式数控系统的应用实例介绍
开放式数控系统的应用实例介绍我们对开放式数控系统有了一个全面的了解，下面将介绍一些开放式数控系统的应用实例。
1 PMAC为核心的开放式控制系统应用概述PMAC的开放性使其建立的系统具有高可靠性、灵活性、多功能和高性能价格比，重要的是你可以随心所欲地开发各种控制系统而不必依赖于封闭式体系结构的CNC控制器。
因此，PMAC在世界各个行业得到了应用。
在机床方面，已成功地应用于立式和卧式加工中心、铣床、车床、TURNING CENTERS、磨床、激光切割、电加工机床、冲床、水刀切割和木工机械等，如Viking CE无心外圆磨床、SZ-1000微孔钻床、CMT-830八工位车床、Eagle NC光学镜面加工磨床、机床改造等。
在机器人方面，已应用于自动擦窗机器人、AP机器人、HECTOSPEC光线定位机器人、遥控系统的仿形手臂和近海石油钻塔机器人等。
其它方面应用如电子束平板印刷、高速膜缠绕机、台式注塑机、孕检产品装配线、TITANIC号、注塑机、精密飞行运动仿真器和无纺纺织机等。
在中国，PMAC目前主要应用在机床、机器人、测量、印刷、半导体、食品及通用自动化等方面，如喷涂和弧焊机器人(机械部自动化研究所)、重载机器人6轴虚拟机床(沈阳自动化所)、激光成型/切割、水刀切割机、4/8轴管道焊接机、飞剪设备、等离子/火焰切割机、半导体加工设备等。
随着应用的深入，以PMAC为核心控制器的开放式数控系统将得到更加广泛的应用。
限于篇幅，本讲只介绍开放式数控系统在机床和机器人方面的应用。
2 Eagle NC光学镜面加工磨床Eagle是制造加工大工件的CNC移动式龙门加工中心的厂商。
他们的目标市场是石油化工行业。
为了充分发挥PMAC的功能，Eagle不断尝试新的应用并把它应用到自己的新产品中。
Eagle计划用PMAC开发一种带转动刀具的立式磨削中心，用于光学反射镜表面的硅基层的微米级的精密加工。
这些加工表面的亚微米级加工进给速度将达到12.7mm/h，有些加工面的公称直径是1524mm。
基于固高GE300的开放式数控雕铣系统的研究与开发
基于固高GE300的开放式数控雕铣系统的研究与开发随着科技的不断进步，数控雕铣系统在雕刻行业中扮演着越来越重要的角色。
本文旨在介绍一种。
数控雕铣系统是一种利用计算机控制的机械设备，能够实现对各种材料进行高精度、高效率的雕刻和铣削。
传统的数控雕铣系统通常采用封闭式结构，即硬件和软件都由同一家公司提供，用户无法自由选择和修改系统配置。
而开放式数控雕铣系统则打破了这种约束，用户可以根据自己的需求自由选择硬件和软件组件，并进行自由配置和定制。
本研究选择了固高GE300作为开放式数控雕铣系统的核心控制器。
固高GE300是一种功能强大、稳定可靠的数控系统，具有丰富的硬件接口和强大的运动控制能力。
通过与固高GE300的配合，我们可以实现对数控雕铣系统的全面控制和管理。
在系统软件开发方面，本研究采用了开源的Linux操作系统作为基础平台，并使用C/C++语言进行程序设计。
通过编写驱动程序和相关应用程序，实现对硬件设备的控制和数据交互。
同时，我们还利用开源的数控软件库进行系统功能的扩展和定制。
在系统硬件设计方面，本研究选择了高性能的步进电机作为驱动器，并采用了高精度的传感器进行位置反馈。
通过与固高GE300的通讯接口，实现对电机驱动和位置控制的精确调节。
通过对开放式数控雕铣系统的研究与开发，我们取得了一系列的成果。
首先，我们实现了对不同材料的高精度雕刻和铣削，为用户提供了更多的创作空间。
其次，我们开发了一套简单易用的系统配置和操作界面，使用户能够快速上手和使用系统。
最后，我们还实现了系统的远程控制和监控功能，用户可以通过手机或电脑远程操作数控雕铣系统，提高工作效率。
综上所述，基于固高GE300的开放式数控雕铣系统的研究与开发具有重要的意义。
它不仅为雕刻行业带来了更多的选择和灵活性，还为相关领域的研究和应用提供了技术支持和创新平台。
相信在未来的发展中，开放式数控雕铣系统将会得到更广泛的应用和推广。
关于开放式数控系统的标准化探究
关于开放式数控系统的标准化探究开放式数控系统是指数控系统的软硬件架构是开放的，并且可以与其他硬件、软件进行兼容和通信。
开放式数控系统的标准化是指通过制定统一的标准，使不同厂家生产的数控设备能够互联互通，实现数据的共享和交流。
本文将探究开放式数控系统标准化的必要性、现状及发展趋势。
开放式数控系统的标准化具有极大的必要性。
由于不同厂家生产的数控设备往往存在着不同的控制指令集、通信协议以及数据格式，导致这些设备之间无法互联互通，数据无法共享，使用效率低下。
而通过制定统一的标准，可以解决这一问题，实现不同厂家生产的数控设备之间的互通，提高设备的利用率和生产效率。
目前，国内外对开放式数控系统的标准化已经有所探索。
在硬件方面，已经有一些标准被广泛采用，如ISO6983（G代码）和ISO14649（刀具数据）等。
这些标准对数控设备的控制指令集和刀具数据进行了详细规定，为不同厂家生产的数控设备提供了通用的编程语言和数据交换格式，实现了设备之间的互通和数据共享。
在软件方面，开放式数控系统的标准化还存在一定的挑战。
目前，数控系统的软件往往是由不同厂家自主开发的，彼此之间缺乏统一的编程接口和数据交换格式。
这导致了不同数控系统之间的软件无法互相兼容，给使用和维护带来了很大的困难。
制定统一的标准对软件的编程接口和数据交换格式至关重要，可以实现不同数控系统之间的软件互通和数据共享。
未来，开放式数控系统的标准化将继续向更深层次发展。
随着工业互联网的发展，数控设备之间的互联互通将成为智能制造的关键技术。
在这一背景下，制定统一的标准，将不仅仅局限于硬件和软件，还会涉及到数据格式、通信协议等方面。
只有通过一体化的标准化，才能实现不同数控系统之间的无缝对接，实现数控机床的智能化和自动化。
运用于超精密加工上的开放式数控系统
ｔ ｐａ ｈ ｒ ＤＳＰ。 式 ：（ ）全开放 系统 ，即基 于微机 的数控 系统 ，以微机 作 为平 台 ， １ Ｕｌ ａ ｔ ＴＭ 采 用实 时操 作系 统 ，开发 数控 系统 的 各种 功 能，通 过 伺服 卡传 送 与 Ｎ ｎ ｆｒ ３ ０ Ｎａ ｏｏｍ ５ ａ ｏｏｍ ０ 、 ｎ ｆｒ ２ ０相 同 ， ａ ｏ Ｃ ３ Ｏ Ｐ Ｎ ｎ ｔ ｈ ５ ｕ Ｌ采 用 ｅ 数 据 ，控制坐 标轴 电动机 的运 动 。（ ）嵌入 系统 ， 即 Ｃ Ｃ Ｐ ， ２ Ｎ ＋ Ｃ 的是 美 国 Ｄ Ｌ Ａ Ｔ Ｕ 公 司的 Ｐ Ｃ控制 器 ，而 Ｎ ｎ ｔｃ ｌ Ａ Ｅ Ｔ Ａ ＭＡ ａ ｏｅ ｈ ０ Ｇ ５ ｅｏｅ ｃ ＮＤ Ｘ ０ Ｃ ＮＣ控制 坐标 轴 电动机 的运 动 ，Ｃ作 为人 机界 面和 网络通 信 。３ 采用 的是 Ａ ｒｔ ｈ公 司 Ｕ Ｉ Ｅ ６ ０控 制器 。 同其它 开放 式数 控 Ｐ （） 融合系 统 ，在 Ｃ Ｃ 的基础 上增 加 Ｐ Ｎ Ｃ主板 ，提 供键 盘操 作 ，提 高 系统 一 样 ，也具 有很 强 的灵活 性 ，提供 了丰富 的支 持软件 。 （ ） 二 国内开 放 式数控 系统 的状 况及 在超 精 密加 工 中的应用 。 人 机界 面功 能 ，如 Ｓｅ ｎ ８ ０ ｉ Ｆ ｎ ｃ １ ｉ ｉ ｍｅ ｓ４ Ｄ 和 ａ ｕ ２ ０ 。 二 、超 精密加 工 近年 来 ， 国内对 开放 式 数控 系统 的研 究 也在 不断 深入 ，为 数众 多 ２ ０世纪 ６ ０年 代为 了适 应核 能 、大规 模集 成 电路 、激光 和 航 的高 校科 研 院所 开发 了 自己的开 放式 数控 系 统。较 典 型 的有华 中 天 等尖 端技术 的需要 而发 展起 来 的精度 极 高 的一种 加 工技 术 。到 理工 大 学的华 中 Ｉ 数控 系 统 ，北京 航 空航 天 大学 的 中华 Ｉ 数 型 型 ８ 年代后 ，其 最高加 工 尺寸 精度 已可达 １ ０ ０纳 米 （ １纳米 ＝ ． １ 控系 统 ， 中国科 学 院沈 阳计 算技 术研 究所 的 蓝天 系列 高档 数控 系 ０ ０ ０ 微 米 ）级 ，表 面粗 糙度 达 １纳 米 ，加 工的最 小 尺寸达 ｌ微米 ，正 统 、西 安交通 大 学 的五轴 五联 动数 控系 统等 。 在 向纳 米级 加工 尺寸 精度 的 目标前 进 。纳 米级 的超 精 密加 工也 称 但 由于 超精 密加 工 的独特 性 ，这 些 数控 系统 都还 不能 直接 用 为纳 米工 艺 （ ａ ｏｔｃ ｎ ｌｇ 。 ｎ ｎ — ｈ ｏｏ ｙ） ｅ 于超精 密 加工 。通 常 的系 统采用 的是 Ｐ 总 线结构 ，上位机 为工 Ｃ 超精 密加 工是 处 于发 展 中的跨 学科 综合 技 术 。超精 密加 工对 控机 ， 通过 系 统总 线与 Ｐ Ｃ通讯 ， 可通 过双 口 Ｒ Ｍ 与 Ｐ Ｃ ＭＡ 也 Ａ ＭＡ Ｓ 工件 材质 、加 工设 备 、工具 、测量 和环 境等 条件 都 有特殊 的 要求 ， 进行 高速 数据 交换 ；控 制器 上有 高速 的 Ｄ Ｐ处理 加工数 据 ：用 高 需 要综合 应用 精密 机械 、精密 测量 、精 密伺 服 系统 、计 算机 控制 精度 的 Ｌ Ｄ Ｖ Ｔ测头对 刀 ；通 过 １ 的 Ｄ Ｃ 驱动 主轴 电机和 伺服 ６位 Ａ 以及 其他 先进 技术 。超 精 密加 工 的精度 比传 统 的精 密加 工提 高 了 电机 ：用 高 分辨 率 、高精 度 的编码 器和 光 栅 实现 系统 的 闭环 双位 个 以上 的数 量级 ，除需要 采用 新 的加工 方 法或 新 的加工 机 理之 置反馈 控制 。控 制 系统 框 图如下 图所 示 。 外 ，对工 件材 质 ，加工 设备 、工 具 、测量 和 环境 条件 等都 有特 殊 的要 求 。工件 材质 必须 极 为细致 均匀 ，并经 适 当处理 以消除 内部 残余 应力 ，保 证高 度 的尺寸 稳 定性 ， 防止 加 工后 发 生变形 。这 些 条件 是靠 综合 应用 精密 机械 、精 密测 量 、精 密伺 服 系统和 计 算机 控制等 各种 先进 技术 获得 的 。 三 、开放式 数控 系统 的特 点 目前 的专用 数控 系统 （ 括 软件 和硬 件 ） 基 本 不具 备可移 植 包 ， 性 ，都是 为特 定的机 床 或设 备专 门开 发 的 ，从而 使得 其成 本十 分 昂贵 。随 着制造 技 术 的发展 ，要 求整 个制 造 系统 具有 更多 的 开放 性 ，集 成 为～个 具有 更大 柔性 的 系统 。在 九十 年代 初 就出 现 了开 放 式数 控系统 的概 念 ，目前 的开放式 数控 系统 多 以 Ｐ Ｃ机 为基础 ， 配 上各 种控 制卡 。与 以往 的专 用 数控 系统 相 比， 开放 式数 控系 统 般具 有如 下特 点 ：一是 格较 低 ，性 能价 格 比极 高； 二是 模块 化 五 、结 束语 的设计 ；三 是丰 富友 好 的人机 界 面； 四足优 良的 开放 性能 ；五 足 可 以预 见 ，开放 式 数控 系统 以其 自身的 优越 性将会 成 为未 来 支 持多种 操作 平 台等 。 先进 数控 系统 的主流 ，在 超精 密加 工 中 的应用 也会 更加 广泛 ，我 四、开放 式数 控系 统在 超精 密Ｄ － 中的应 用 ｎＴ － 们应 该抓 紧 时间采 取措 施 ，投 入 大量人 力 、财 力进 行研 究开 发 ， 开放 式数 控 系统 由于其 １身 的优越 性 ， 目前 在 超精 密加 工 中 推动 我 国数控 技术 的发 展 。 ９ 也得 到 了较广 泛 的应用 。 参考 文献 ： （ ）国 外 开放 式 数 控 系 统 在超 精 密 加 工 中的 应 用 。 英 国 ［］ 明 娟 ． 谈 数 控 机 床 的 故 障 分 析 与 维 修 【］ 职 一 １王 浅 Ｊ ． Ｒ ｎ ｎｕ ａ ｋＰ ｅｍｏ公 司在 八 十年 代末开 发 了 Ｎａ ｏｏｍ３ ０机床 。该机 业 ， ０１ ， ２ １ ９ １ ０ ｎ ｆｒ ０ ２ ０１ ：３ —４ 床不 仅能 够进 行切 削加 工 ，还可 以用 金 刚石 砂轮 进行 磨 削 ，能加 ［］ 智， 军， 志颖 ． 高数 控机 床 系统 工 作稳 定性 的方 法 【 ． ２郑 郭 周 提 Ｊ 科 】 工直 径为 ３ ０ ０ ｍｍ 的非 球面 金属 反射 镜 。 机床 的控 制 系统采 用 的是 技 资讯 ， １ ，： ２ ０ ９ ０ ６ ４ 美 国 Ｄ Ｌ ＡＴ Ｕ 公司 的可编 程 多轴运 动控 制 器 （ ＭＡ 。该控 ［］ 明琳 ， ＥＴ Ａ Ｐ Ｃ） ３游 丁旭， 阳．Ｐ 神 经 网络 在数 控 系统 故 障诊 断 中应 用【】 潘 Ｂ Ｊ＿ 制器 采用 了先进 的数字信 号 处理 技术 。 机 电技 术 ，０ ０ １２ —２ ２ １ ，：０２
开放式数控系统概述
开放式数控系统概述开放式数控系统概述数控技术是现代制造业中的一项重要技术，它在机床控制、自动化生产以及信息技术中都有着广泛的应用。
随着科技的进步和需求的不断发展，数控技术也在不断地向着开放性、智能化、网络化的方向快速发展。
开放式数控系统作为数控技术的一种最新发展，对于现代制造业的转型升级具有重要的意义。
本文将从开放式数控系统的定义、特点、组成结构、应用以及未来发展等方面进行全面的介绍。
一、开放式数控系统的定义开放式数控系统，也称为开放控制系统，是指可以支持多种硬件与软件组合、接口协议标准化、模块化设计的数控控制系统。
它打破了传统闭式数控系统的局限性，实现了不同品牌、不同类型的设备共用同一控制器。
同时，开放式数控系统还可以方便地进行软件的升级与升级、加入不同的应用模块、进行企业内部和外部数据交互等多种功能。
二、开放式数控系统的特点1. 组件化设计。
开放式数控系统采用组件化的设计理念，将硬件和软件之间的耦合度降到最低，从而实现了优化的功能扩展和维护。
2. 标准化接口协议。
开放式数控系统广泛采用各种国际标准接口协议，实现了不同品牌和不同类型的设备间的互操作性。
3. 多平台支持。
开放式数控系统可以在不同操作系统上运行，如Windows、Linux、Unix等。
4. 灵活、易扩展。
开放式数控系统具有灵活性和易扩展性，可以动态添加、删除和替换控制器的子模块。
5. 通信与数据共享。
开放式数控系统具有良好的网络通信和数据共享能力，可以实现企业内部和外部的数据交互。
三、开放式数控系统的组成结构1. 控制器。
控制器是开放式数控系统的核心部分，它包括计算机、数控软件、运动控制卡、数据采集卡等。
控制器主要负责运动控制、操作系统的管理和调度、与外设的交互等。
2. 人机界面。
人机界面包括显示屏、键盘、鼠标等输入设备，它向用户提供图形化的操作界面和可视化的信息展示。
3. 动力系统。
动力系统主要包括伺服电机、伺服控制器、驱动器及相关传动机构，它可以确保机床的高精度运动控制。
机械电气设备开放式数控系统第2部分：体系结构(摘选)
２ ０ —０ １ ０ ６ １—６发布
１ 范 围 Ｇ ／ ８ ５ 本 部 分 规 定 了开 放 式 数 控 系统 的基 本 体 系 ＢＴ ２７ ９的
２ ０ —４０ ０ ７０ ．１实 施
模块 ， 它是一个独立的功能块 ， 具有标准的数据接 口。 个 功 能 组件 可 以 选 配 和连 接 不 同 的功 能模 块 实 现 不 同的
逆 向运 动 分 析 正 向运 动 分 析
模块名 ＭＣ Ｃ ｍ ａｌＳｌｅ ＿ ａ Ｔ ｂｅ ｅ ｔ ｅ ＭＣ Ｉｔｒｏａｅ ｎｅｐ ｌ ｒ ｔ
ＭＣ Ｒ Ｆ ＡＯ ＭＣ Ｒ Ｆ Ｆ Ｊ Ａ Ｏ
５ ６
命令轴运动到指定的绝对 位置
个 指 定 距 离
ＭＣ Ｍｏｅ ｂｏｕｅ — ｖＡ ｓｌｔ
２ １ （ ）２７ ００ ６ ：７
季玉茹等． 辊轮密封系统的综合改造． 润滑与密封，００ ５ ： ２ ２（ ）
１ — １ ０３ ０５
阙彦等． 台变频器控制两 台参数不同的电动机 ． 单 制造技术 与机床 ，０ ０ ５ ：１＿ １ ｌ ２ １ （ ） １９ －２ 刘雄清．Ａ ５ — １型离心压缩机振 动故障分析 与处 理． Ｄ ３０ ４ 机 械制 造 ，００ ６ ：３ ８ ２ １ （ ）８— ５ Ｗ１ ． — ６ ０ ９４ ０
允 许 加许 可证 。 ３３ 功 能组 件 ｆｎｔ ｎ ｌ ｏ ｐ ｎｎ ． ｕ ｃｏａ ｃｍ ｏｅｔ ｉ
本部分不对操作系统和通信系统作具体规定 ，凡是采用符 合事实标准 、 同际流行 、 技术成熟的操作系统 和通信 系统 （ 包括
Ｐ Ｃ的通 信 系统 ） 被 视 为符 合 本 部分 。 都
关于FANUC
FANUC OPEN CNC(FANUC 00/210/160/180/150/320等)，open cnc代表开放式数控系统。
FANUC OPEN CNC=FANUC 0，其中“0”代表“OPEN CNC”。
FANUC数控系统电气结构：CNC------Computer Numerical Control，即计算机数字控制系统；内置PMC-----Programmable Machine Control 及接口电路；主轴及伺服驱动装置。
FS-0i-M/T-A/B/CM-------MillT-------TurnPMC代表“可编程机床控制器”，是“programmable machine control”的缩写，FANUC为了区别将自己数控系统内装式PLC有别于通用的PLC，将其命名为PMC。
F-BUS代表“总线”DNC代表“直接数控”HRV------High Response V ector即“高精度矢量控制”FSSB（FANUC serial servo bus）发那科串行伺服总线HSSB（High Speed Serial Bus）高速串行总线HMI（human machine interface）人机界面MMC（man machine conversation）人机对话MCC任务控制中心（Mission Control Center）DC直流电AC交流电A-OUT&HD(jd44a)主轴模拟输出及高速跳过接口SPDL&POS串行主轴指令及模拟主轴编码器接口NC数控（numerical control）PC个人电脑（personal computer）软限位重新设置参数步骤：MDI----OFFSET SETTING-----参数写入-----=1（会出现100号报警，表示参数可修改状态，同时按住RESET和CAN键可消除报警）—SYSTEM—参数—输入1320—NO检索—光标移至对应轴—输入正向移动最大的安全坐标值—INPUT—同样的方法设置负向限位坐标值—最后将“参数写入”=0主轴装置的HRV控制特点：设置HRV滤波器，减少机械谐振影响，加大速度增益，提高系统稳定性；精调加减速，提高同步性；降低高速时绕组温升。
开放式数控系统
开放式数控系统概述开放式数控系统是一种灵活、可扩展和可定制的数控系统，它允许用户自由地访问和修改系统的硬件和软件资源。
与传统的封闭式数控系统相比，开放式数控系统具有更高的自由度和可定制性，可以满足不同用户的特定需求。
特点硬件开放性开放式数控系统的硬件是开放的，用户可以自由选择和配置硬件设备，不受束缚于特定的硬件厂商。
这意味着用户可以根据自己的需要和预算，选择性价比更高的硬件设备，并根据实际情况进行升级和扩展。
软件开放性开放式数控系统的软件是开放的，用户可以自由地访问、修改和定制软件。
这样一来，用户可以根据自己的需求和工艺要求，进行深度定制，实现更高的精度、更快的速度和更复杂的功能。
易于集成由于开放式数控系统的开放性，它非常容易与其他系统进行集成。
用户可以通过各种接口和协议，将数控系统与其他设备和软件进行连接，实现信息的共享和交互，提高生产效率和自动化水平。
易于维护和升级开放式数控系统的维护和升级非常简单。
由于用户可以自由访问和修改系统的软硬件资源，当系统出现故障或需要升级时，用户可以直接进行修复或升级，而不需要依赖专业技术人员。
应用场景制造业在制造业中，开放式数控系统的应用非常广泛。
用户可以根据自己的产品需求和生产工艺，选择和定制数控系统，以实现高精度、高效率和高稳定性的加工。
创客和个人工作室对于创客和个人工作室来说，开放式数控系统是一种非常理想的选择。
其开放性和可定制性，能够满足创客们不同的需求和创意，帮助他们实现各种创新和创意。
教育和培训开放式数控系统也在教育和培训领域得到了广泛应用。
学生和培训人员可以通过学习和使用开放式数控系统，了解数控技术的原理和应用，提高他们的技术水平和创新能力。
开放式数控系统的发展趋势开放式数控系统在未来有很大的发展潜力和广阔的市场前景。
随着制造业的发展和技术的进步，对数控系统的需求也越来越高。
开放式数控系统能够满足不同用户的需求和工艺要求，具有更好的灵活性和可扩展性。
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NGC系统体系结构
开放式数控系统
（2）欧洲的OSACA计划 OSACA计划是1990 年有欧共体国家的 22家控制器开发商、机床生产商、控制系统 集成商和科研机构联合开发的。OSACA 计 划提出的“分层的系统平台+结构化的功能单 元”的体系结构。该体系结构保证了各种应 用系统与操作平台的无关性及相互间的互操 作业，保证了开放性。
开放式数控系统
开放式数控系统的研究状况 1.国外的研究情况 （1）美国的NGC计划 美国是开放式数控系统的发起人，于1987 年提出了NGC（Next Generation Workstation/Machine Controller）计划。
开放式数控系统
NGC计划的目的是为基于开放式系统体系结构的下 一代机械制造控制器提供一个标准，这种体系结构 允许不同的设计人员开发可相互交换和相互操作的 控制器部件。例如多个装置间的协调，装置的全独 立编程，基于模型的处理，自适应路径策略和大范 围的工作站及实时特性等。NGC 的体系结构是在虚 拟机械的基础上建立起来的，通过虚拟机械把系统 和模块链接到计算机平台上，如图所示：
开放式数控系统
（3）全软件型NC 该类型系统是指CNC的全部功能均由PC 实现，并通过装在PC机上扩展槽的伺服接口 卡对伺服驱动等进行控制。其软件的通用性 好，编程处理灵活。这种CNC装置的主体是 PC机，充分利用PC机不断提高的计算速度、 不断扩大的存储量和性能不断优化的操作系 统，实现机床控制中的运动轨迹控制和开关 量的逻辑控制。
开放式数控系统
（2）NC嵌入PC型 该类型系统就是将运动控制板或整个 CNC单元(包括集成的PLC)插入到个人计算 机的扩展槽中。PC机作非实时处理，实时控 制由CNC单元或运动控制板来承担，这种方 法能够方便地实现人机界面的开放化和个性 化。
开放式数控系统
美国的DELTA公司的PMAC-NC开放式数 控系统将PMAC卡(可编程多轴运动控制器)插 入PC机扩展槽中，总线接口为CANBUS。德 国INDRAMAT公司的MTC - 200系列开放式 数控系统将MTC-PCNC和MTC-PPLC卡插入 PC机扩展槽中，总线接口为SERCOS。 POWER AUTOMATION公司的PA8000系列 数控系统同样将PA-CNC ENGINE运动控制 卡插入PC机扩展槽中，构成开放式数控系统。
体系结构参照模型
开放式数控系统
开放式数控系统的研究状况 2.我国的研究情况 与国际先进水平相比，国内的开放式数控系统的 研究还处于初级阶段。目前，在国内市场中，中、 高档产品主要被进口产品占据，而在较抵挡的经济 型数控机床市场我国的产品占据主要地位。我国主 要的产品有武汉的华中系列、广州的广数、深圳的 固高、北京的中华系列、沈阳的蓝天系列，其中华 中世纪之星可实现五轴联动，是国内比较先进的数 控系统。深圳固高的P
开放式数控系统
（3）可移植性 不同应用程序模块可运行于不同生产商 提供的系统平台，同时系统软件也可运行于 不同特性的硬件平台之上。因此，系统的功 能软件应与设备无关，即应用统一的数据格 式、控制机制，并且通过一致的设备接口， 使各功能模块能运行于不同的硬件平台上。
开放式数控系统
（4）二次开发性 开放式数控系统应允许用户根据自身的需 要进行二次开发。比较简单的二次开发包括 用户界面的重新设计、参数设置等。深层的 二次开发允许用户将自己设计的标准功能模 块集成到开放式数控系统中。所以系统应当 提供接口标准，包括访问和修改系统参数的 方法以及开放式系统提供的API(应用程序接 口)和其他工具。
开放式数控系统
（1）PC嵌入NC型 该类型系统是将PC装入到NC内部，PC 与NC之间用专用的总线连接。系统数据传输 快，响应迅速，同时，原型NC系统也可不加 修改就得以利用。这种数控系统尽管具有一 定的开放性，但由于它的NC部分仍然是传统 的数控系统，其体系结构还是不开放的。
开放式数控系统
此类系统如日本的FANUC 160/180/210 是典型的PC嵌入NC模式的CNC系统。在 FANUC CNC专用32位总线插槽中插入一块 名为MMC - IV的PC模块，通过专用接口使 CNC与MMC-IV紧密结合。德国的SIEMENS 840D系统包括集成有PLC的MMC模块，通过 多点接口 (MPI)与NCU(含CNC和PLC部分)模 块相连。
开放式数控系统
开放式数控系统的基本特点： （1）模块化 包括数控功能模块化和系统体系结构模 块化。前者是指用户可以根据自己的要求选 装所需的数控功能；后者是指数控系统内实 现各个功能的算法是可分离的、可替换的。 模块化是数控系统开放的基础
开放式数控系统
（2）标准化 数控装置的开放是在一定的标准约束下 进行的，各个公司开发的各种部件和功能模 块必须符合这个标准。按这个标准生产的不 同公司的产品可以拼装成一台集多家公司智 慧的、功能完整的控制器。 标准化的基础是模块化，因为标准的制定要 建立在模块合理划分的基础上。
传统数控系统与开放式数控系统比较图：
开放式数控系统
开放式数控系统的体系结构 开放体系结构是从软件到硬件，从人机 操作界面到底层控制内核的全方位开放。基 于PC的开放式数控系统能充分地利用计算机 的软硬件资源，可使用通用的高级语言方便 地编制程序，用户可将标准化的外设、应用 软件进行灵活地组合和使用。使用计算机同 时也便于实现网络化。基于PC的开放式数控 系统大致可分为以下三种类型：
开放式数控系统
生影响，因此，用户可按需要编制新的功能 模块，添加到系统中，亦可取代系统中现有 的功能模块，使得系统具有良好的功能扩展 性。 （4）开发出一个优化系统软件，把各种优化技 术集成在软件包中 利用该软件来优化配置系统加工参数， 使加工过程最优化。通过分析比较多种智能 模块技术，选择出一种重构产品最优控制模 块，完成系统的第二次开发。
（2）实现系统硬件的模块化、标准化和系列化， 并提高其可靠性和实时性 通过对系统 CPU 结构模式、通讯方式、 运动控制和辅助控制等方面进行模块化处理， 按功能制作成功能模块并实现标准化和系列 化，且各模块单元之间可利用已定义的标准 化接口进行通讯。
开放式数控系统
（3）构造一种独立于硬件系统的软件平台 针对数控系统的实时性和多任务性特点， 应构筑一种实时多任务软件平台，并使其 基本功能模块化、典型化，使各个功能模 块实现统一调度和相互独立，这样在为不 同硬件结构的数控系统提供软件时，只需 按其功能配置相应的软件模块，即可实现 软件的独立性和开放性。由于每个功能模 块不会对其他功能模块和结构框图：
第六讲 开放式数控系统
开放式数控系统
开放式数控系统的概念 IEEE(美国电气电子工程师协会)关于开放式 系统的定义是: 能够在多种平台上运行，可以 和其他系统互操作，并能给用户提供一种统 一风格的交互方式。通俗地说，开放式数控 系统允许用户根据自己的需要进行选配和集 成，更改或扩展系统的功能迅速适应不同的 应用需求，而且，组成系统的各功能模块可 以来源于不同的部件供应商并相互兼容。
简介 PMAC ( Programmable Multi-Axis Controller)可编程多轴运 动控制器，是美国Delta Tau Data System 公司于推出的PC 机平台上的运动控制器,是一个完全开放的系统。它采用了 Motorola 公司的高性能信号数字处理器DSP56001/2作为 CPU ,是世界上功能最强大的运动控制器之一。从硅谷计算 机硬盘的超高精度的伺服磁道写入，到高级CNC 机械控制， 以及机器人、硅晶片处理、激光切割等广大领域，最著名的 例子是PMAC 被用来控制哈勃望远镜镜面的修磨。PMAC 可以控制步进、交直流伺服、直线电机、液压伺服等各类电 机，可以接受诸如增量绝对码盘、光栅尺、激光干涉仪、电 位计、旋转变压器等检测元件的反馈功能。另外，由于作为 CNC 最深层次的NC 内核的开放，PMAC 允许用户使用诸 如VC++ 、C、C++ 、VB、Delphi 等多种语言开发程序,极 大地方便了用户。
开放式数控系统
（5）网络化 现代意义上的网络化数控系统以通讯 和资源共享为手段,以车间乃至企业内的 制造设备的有机集成为目标,支持ISO-OSI 网络互联规范, 能支持Internet/Intranet标 准，具有很强的开放性，它的联网功能通 过标准网络设备来实现,而不需要其他的 接口部件或者上位机。
OSACA系统平台结构
开放式数控系统
（3）日本的OSEC计划 日本的OSEC计划，由东芝机器公司、丰田机 器厂和Mazak公司三家机床制造商和日本 IBM、三 菱电子及 SML信息系统公司共同组建。其目的是建 立一个国际性的工厂自动化控制设备标准。在硬件 方面，OSEC计划采用 PC+控制卡的结构，有利于 层次化、模块化、灵活配置的实现。OSEC将功能 单元分组并结构化在一些功能层中，其开放体系结 构包括了 3个功能层共 7 个处理阶层,如图所示：
开放式数控系统
开放式数控系统研究的关键问题 （1） 制定一个开放式数控系统的制造协议 在系统的应用软件、硬件和网络功能方 面形成一整套标准规范，规范系统的软硬件 界面和通讯协议，使得控制器制造商和机床 生产厂能在制造协议的导航下进行有序的开 发和生产，并在此基础上实现广泛的合作。
开放式数控系统