开放式数控系统及其标准化发展

随着现代制造业生产方式的发展,生产设备正朝着灵活、多功能、网络化的方向发展,它希望控制器的功能重新配置、修改、扩充和改装甚至重新生成,这样就对控制器产生了“开放”的要求。控制器制造商希望开放式控制器具有更高的性能价格比,具有较高产品竞争力。制造信息的集成化、生产系统的分散化也促进了控制器的开放。日新月异的互联网技术为控制器的开放奠定了物质基础。

开放式体系结构CNC的研究始于1987年美国政府资助下的NGC(Next Generation Controller)项目。其目的是实现基于互操作和分级式软件模块的“开放体系结构的标准规范”SOSAS(Specification for an Open System Architecture Standard)。1994年由美国Chrysler Corp、Ford Motor和General Motors Powertrain Group三大汽车公司提出了OMAC(Open Modular Architecture Controllers)计划,其目标是降低控制器的投资成本和维护费用,提高机床利用率,提供软硬件模块的“即插即用”和高效的控制器重构机制,缩短产品开发周期,从而使系统易于更新换代,尽快跟上新技术的发展,并适应需求的变化。

欧盟在1992年组织了OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)项目,其研究目标是自动化系统中的开放式控制系统体系结构。该项目由德国斯图加特大学的ISW研究所主持,联合德、意、法、瑞士、英、西班牙等11个国家的有关研究结构、大学和制造商,投资1 140万欧元,历时4年,于1996年结束。OSACA模型的理想是在标准平台上建立由可自由组合的模块组成的系统,它是诸多开放式控制器研究计划中最为理想的模型。现在,欧洲主要的数控制造商如SIEMENS、BOSCH、NUM、FAGOR等都在开发符合OSACA标准规范的开放式数控系统。(www.xing528.com)

日本在1995年由机床制造商和信息、电子产品企业组建了OSE协会,开展名为OSEC(Open System Environment for Controller Architecture)的研究。项目分两步进行,第一步是“OSEC-Ⅰ设计”的研究,议论的中心问题是开放式控制器的意义和方向,提出了FADL语言,其实质是建立一种有多家公司支持的中性语言,以这种中性语言作为用户与控制器的交互界面。第二步是“OSEC-Ⅱ设计”的研究,目标是达到能实际安装的完成度高的体系结构。在OSEC-Ⅱ中,FADL语言进一步发展为OSEL语言,它将终端用户和机械厂家积累的生产技术做成软件包的形式,是一种具有可重复利用特性的新的NC语言。

这些研究项目的主要任务是制定开放式数控系统的体系结构标准规范,以便在这种标准的支持下,各个开发商能开发出具有互换性和互操作性的构成要素模块,通过标准化接口,可将不同制造商提供的要素模块组合成所需要的数控系统。