隨著技術(shù)的進步拭牌，市場競爭的加劇菠劝，這種專用體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)越來越暴露出其固有的缺陷埃叭。一方面，各控制系統(tǒng)間互連能力差砸逊，影響了系統(tǒng)的相互集成璧南，風格不一的操作方式以及專用件的大量使用，不但使用戶培訓費用增加师逸，還給數(shù)控設備用戶(NC系統(tǒng)的最終用戶)帶來很多不便司倚；另一方面，系統(tǒng)的封閉性使它的擴充和修改極為有限篓像，造成數(shù)控設備制造商(NC系統(tǒng)中間用戶)對系統(tǒng)供應商的依賴动知，并難以將自己的專門技術(shù)、工藝經(jīng)驗集成入控制系統(tǒng)并形成自己的產(chǎn)品特點员辩，這將不利于提高主機產(chǎn)品的競爭力盒粮。此外，專用的硬止既、軟件結(jié)構(gòu)也限制了系統(tǒng)本身的持續(xù)開發(fā)柔朽，使系統(tǒng)的開發(fā)投資大、周期長核瘤、風險高精杜、更新?lián)Q代慢，不利于數(shù)控產(chǎn)品的技術(shù)進步涉泡“慕桑總之，數(shù)控系統(tǒng)的這一現(xiàn)狀已不能適應當今制造業(yè)市場變化與競爭政茄，也不能滿足現(xiàn)代制造業(yè)向信息化烧晤、敏捷制造模式發(fā)展的需要。

　　計算機數(shù)控(CNC)系統(tǒng)作為制造形狀復雜彭闷、高質(zhì)量愈樱、高精度產(chǎn)品所必備的基礎設備，已成為當今先進制造技術(shù)的一個重要組成部分烛蘑。然而初之，現(xiàn)今市場上組成CNC系統(tǒng)(以FANUC，SIEMENS等為代表)的硬件模塊和軟件結(jié)構(gòu)絕大多數(shù)是專用的唱较、互不兼容的扎唾，系統(tǒng)各模塊間的交互方式、通信機制也各不相同，這就造成了不同廠家控制系統(tǒng)的相對獨立胸遇、彼此封閉荧呐。

　　1數(shù)控系統(tǒng)開放的概念及途徑

　　概念

　　研究開放式數(shù)控系統(tǒng)的主要目的是解決變化頻繁的需求與封閉控制系統(tǒng)之間的矛盾，從而建立一個統(tǒng)一的可重構(gòu)的系統(tǒng)平臺纸镊，增強數(shù)控系統(tǒng)的柔性倍阐。通俗地講，開放的目的就是使NC控制器與當今的PC機類似薄腻，系統(tǒng)構(gòu)筑于一個開放的平臺之上收捣，具有模塊化組織結(jié)構(gòu)，允許用戶根據(jù)需要進行選配和集成庵楷，更改或擴展系統(tǒng)的功能迅速適應不同的應用需求罢艾，而且，組成系統(tǒng)的各功能模塊可以來源于不同的部件供應商并相互兼容尽纽。

　　事實上咐蚯，基于上述指導思想的開放式數(shù)控系統(tǒng)也符合IEEE關(guān)于開放式系統(tǒng)的定義：能夠在多種平臺上運行，可以和其他系統(tǒng)互操作披贰，并能給用戶提供一種統(tǒng)一風格的交互方式须涣。根據(jù)這一定義，開放式數(shù)控系統(tǒng)應具有以下基本特征：

　　可互操作性臣碟。通過提供標準化接口盐腻、通信和交互機制，使不同功能模塊能以標準的應用程序接口運行于系統(tǒng)平臺之上踊眠，并獲得平等的相互操作能力揽券，協(xié)調(diào)工作。

　　可移植性布缨。系統(tǒng)的功能軟件與設備無關(guān)豆牺，即應用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式、交互模型柜涛、控制機理翎桨，使構(gòu)成系統(tǒng)的各功能模塊可來源于不同的開發(fā)商，并且通過一致的設備接口格缘，使各功能模塊能運行于不同供應商提供的硬件平臺之上茫叭。

　　檔次皆宜性。CNC系統(tǒng)的功能半等、規(guī)淖岢睿可以靈活設置，方便修改酱鸭，既可以增加硬件或軟件構(gòu)成功能更強的系統(tǒng)吗垮，也可以裁減其功能以適應低端應用。

　　可互補性凹髓。指構(gòu)成系統(tǒng)的各硬件模塊烁登、功能軟件的選用不受單一供應商的控制，可根據(jù)其功能蔚舀、可靠性及性能要求相互替換饵沧，而不影響系統(tǒng)整體的協(xié)調(diào)運行。

　　開放途徑

　　如何使傳統(tǒng)的專用型封閉式系統(tǒng)走向開放赌躺，不同的系統(tǒng)開發(fā)商及研究機構(gòu)對此提出了一些解決方案狼牺。按開放的層次不同可分3種途徑，它們的開放層次不同礼患，難度不等是钥，獲得的開放效果也相差很大。虛線將控制系統(tǒng)劃分為人機控制(Man-Machine Control,MMC)層和控制內(nèi)核層兩個層面渺因。其中幅类，控制內(nèi)核是CNC系統(tǒng)完成實時加工過程調(diào)度和控制的核心部分，一般和系統(tǒng)實時性相聯(lián)系妙裸。3種方式就是基于對這兩個層面開放的不同處理來區(qū)分的姨桩。

　　a,開放人機控制接口。

　　這種方式允許開發(fā)商或用戶構(gòu)造或集成自己的模塊到人機控制接口(Man-Machine Interface,MMI)中睁去。這一手段為用戶提供靈活制定適用于各自特殊要求的操作界面和操作步驟的途徑戚促，一般使用于基于PC作為圖形化人機控制界面的系統(tǒng)中。

　　b,開放系統(tǒng)核心接口殃宜。

　　此方式除了提供上述方式的開放性能外睡誉，還允許用戶添加自己特殊的模塊到控制核心模塊中。通過開放系統(tǒng)的核心接口监镰，用戶可按照一定的規(guī)范將自己特有的控制軟件模塊加到系統(tǒng)預先留出的內(nèi)核接口上遗秩。

　　c,開放體系結(jié)構(gòu)

　　開放體系結(jié)構(gòu)的解決方案是一種更徹底的開放方案。它試圖提供從軟件到硬件俐芬，從人機操作界面到底層控制內(nèi)核的全方位開放绎狭。人們可以在開放體系結(jié)構(gòu)的標準及一系列規(guī)范的指導下，按需配置成功能可繁簡褥傍、性能可高低儡嘶、價格可控制、不依賴于單一賣方的總成系統(tǒng)恍风。

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