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開放式數(shù)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展
開放式數(shù)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展，是小編專門為各位數(shù)控專業(yè)畢業(yè)的同學(xué)準(zhǔn)備的論文，希望對大家有幫助!
摘 要 當(dāng)前我國計算機(jī)水平正在不斷發(fā)展，并取得了很大的成果。在商業(yè)與辦公室自動化軟硬件的設(shè)計過程中，開放式數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用取得了良好的應(yīng)用。當(dāng)計算機(jī)出現(xiàn)故障，各軟硬件都可以從市場中進(jìn)行購買，解決故障問題，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，具有良好的發(fā)展前景，相對于傳統(tǒng)封閉性數(shù)控系統(tǒng)，開放式系統(tǒng)具有良好的開放性、系統(tǒng)功能，而且在日常生活中易于購買，同時降低了生產(chǎn)成本，極大程度的改善了人機(jī)界面的合理性。本文主要介紹了開放式數(shù)控系統(tǒng)的概念，并為開放式數(shù)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀、應(yīng)用與發(fā)展趨勢做了簡要分析。
關(guān)鍵詞 開放式;數(shù)控系統(tǒng);概念;現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢
1 開放式數(shù)控系統(tǒng)概念及特征
1.1 開放式數(shù)控系統(tǒng)的概念
IEEE(美國電氣電子工程師協(xié)會)關(guān)于開放式系統(tǒng)的定義是：開放式數(shù)控系統(tǒng)是指，可以與其他系統(tǒng)互操作，在多種平臺上運行，為客戶提供統(tǒng)一交互方式的數(shù)控系統(tǒng)。開放式數(shù)控系統(tǒng)nc控制器與當(dāng)今的pc機(jī)類似，在開放的平臺之上，將組織結(jié)構(gòu)模塊化，它允許客戶以自己的需求對數(shù)控系統(tǒng)通過更改或擴(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源于不同的部件供應(yīng)商并相互兼容滿足其各種需求。
開放式數(shù)控系統(tǒng)能使得各種應(yīng)用系統(tǒng)可以有效地運行于不同供應(yīng)商提供的不同平臺之上，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 開放式數(shù)控系統(tǒng)的基本特征
1)模塊化
開放式數(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，在開放式數(shù)控系統(tǒng)中，其各個功能的算法是可分離的、可替換的，是開放的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
2)標(biāo)準(zhǔn)化
開放式數(shù)控裝置必須是在一定的標(biāo)準(zhǔn)約束下進(jìn)行，公司在開發(fā)各種系統(tǒng)部件以及功能模塊時，應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)需求。通過標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)個模塊，再進(jìn)行組裝成工程完整的控制器。開放式數(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)平臺上進(jìn)行運行，其系統(tǒng)軟件也可以在具有不同特性的硬件平臺上運行，所以說，開放式數(shù)控系統(tǒng)的功能性軟件與設(shè)備并沒有多大關(guān)系，通過統(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運行，具有可移植性。
4)網(wǎng)絡(luò)化
開放式數(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 開放式數(shù)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
2.1 國外的研究現(xiàn)狀
美國的NGC計劃：
美國是開放式數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)起人，于1987年提出了NGC計劃。
NGC計劃的體系結(jié)構(gòu)通過虛擬機(jī)械把系統(tǒng)和模塊鏈接到計算機(jī)平臺上，通過不同的設(shè)計人員開發(fā)同時可相互交換和相互操作的控制器部件。NGC計劃基于模型的處理包括了裝置的全獨立編程，多個裝置間的協(xié)調(diào)，自適應(yīng)路徑策略和大范圍的工作站等過程，該體系結(jié)構(gòu)保證了各種應(yīng)用系統(tǒng)與操作平臺的無關(guān)性及相互間的互操作業(yè)，保證了開放性。
2.2 國內(nèi)的研究情況
我國開放式數(shù)控系統(tǒng)與國外研究現(xiàn)狀相比，還處于起步階段。當(dāng)前，我國中、高檔產(chǎn)品主要還是通過進(jìn)口國外產(chǎn)品進(jìn)行補充，國內(nèi)開放式數(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)之星可實現(xiàn)五軸聯(lián)動，是國內(nèi)比較先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)。
3 開放式數(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或其它類似的生物物質(zhì)的專用儀器，主要由一臺計算機(jī)控制的高精、高速三軸開放式數(shù)控系統(tǒng)和一個獨特的筆尖組件組成。
3.2生物芯片掃描設(shè)備
生物芯片掃描設(shè)備，在醫(yī)療血液掃描采樣過程中進(jìn)行使用。通過快速掃描醫(yī)院中病人的血液標(biāo)本，得到關(guān)于血液的各項數(shù)據(jù)指標(biāo)，以用于疾病診斷和處置方法的確定。
4 開放式數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展未來
開放式數(shù)控系統(tǒng)自誕生以來就得到業(yè)界的廣泛關(guān)注和好評，勿庸置疑，它是未來數(shù)控技術(shù)發(fā)展的主要方向。計算機(jī)技術(shù)，特別是軟件技術(shù)的快速發(fā)展為開放式數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。未來的開放式數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)具有如下的特點：
1)易操作性
傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)專業(yè)化程度高，對員工的素質(zhì)要求嚴(yán)格，開放式數(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。
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)的柔性和開放性，降低了系統(tǒng)成本。目前大多宣稱為開放式的數(shù)控系統(tǒng)屬于這一類，如功能非常強(qiáng)大的MAZAK的Mazatrol Fusion 640，美國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)動和數(shù)字I/O(PLC的I/O)連接的發(fā)展方向是現(xiàn)場總線。
傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)驅(qū)動和PLC I/O與控制器是直接相連的，若采用總線連接，通過一根通訊線或光纜將全部的驅(qū)動與數(shù)控I/O進(jìn)行連接，傳遞系統(tǒng)信號，從而實現(xiàn)控制智能化�？偩�連接具有高度可靠性以及擴(kuò)展性。同時在日常維護(hù)過程中，簡潔方便�？偩�連接方式在開放式數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展過程中，具有良好發(fā)展前景。
4)源代碼開放性
WindowsNT+RTX組合的應(yīng)用較成功的有美國的OpenCNC和德國的PA公司(自己開發(fā)的實時內(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是源代碼開放的免費操作系統(tǒng)，發(fā)展迅猛，是我國力主發(fā)展的方向。
5 結(jié)論
開放式數(shù)控系統(tǒng)的概念從目前研究來看，還沒有統(tǒng)一明確的概念，實現(xiàn)技術(shù)還處于百家爭鳴的階段。因此，在以后的開放性數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)過程中，不僅要加強(qiáng)開放性的研究，還要加強(qiáng)基礎(chǔ)體系結(jié)構(gòu)運行平臺的建立，同時改善現(xiàn)存的有關(guān)技術(shù)以及各操作系統(tǒng)的精確程度。
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