長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)際上著名的數(shù)控設(shè)備制造公司,對(duì)CNC均采取封閉式設(shè)計(jì),各自設(shè)計(jì)生產(chǎn)自己的CNC,彼此并不兼容。表現(xiàn)為:
(1)組成系統(tǒng)的硬件是專用的,主板、CPU板、伺服板以及它們的連接方式等都是專門設(shè)計(jì)的,與其它系統(tǒng)同類型的電路板不通用;
(2)系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)是專用的,系統(tǒng)軟件的技術(shù)細(xì)節(jié)不公開、不提供給用戶:
(3)雖然在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上采用模塊化設(shè)計(jì),分為人機(jī)交互模塊、零件程序譯碼和數(shù)據(jù)處理模塊、軌跡插補(bǔ)模塊、軸伺服控制模塊、I/O模塊和任務(wù)協(xié)調(diào)模塊等,但各公司在具體實(shí)現(xiàn)方法上有著很大的差別,這與各生產(chǎn)商選擇的基礎(chǔ)技術(shù)、技術(shù)政策、指導(dǎo)方針、發(fā)展歷史等因素有關(guān)。例如系統(tǒng)各模塊閫的交互方式、通訊機(jī)制等因系統(tǒng)的不同而不同,所以各個(gè)系統(tǒng)是相對(duì)獨(dú)立而彼此封閉的。
這給數(shù)控機(jī)床制造廠家的生產(chǎn)和最終用戶的使用、維護(hù)帶來(lái)諸多不便。很多情況下,用戶需要把特殊要求融入到控制系統(tǒng)中,傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)的封閉性,使得對(duì)它的修改和功能擴(kuò)充極為有限,造成數(shù)控機(jī)床制造廠對(duì)控制系統(tǒng)供應(yīng)商的依賴,不僅使機(jī)床制造廠的技術(shù)保密性降低,同時(shí)使得機(jī)床制造廠從一種控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到另一種控制系統(tǒng)成為一件十分耗費(fèi)精力和時(shí)間的事情;最終用戶在使用、維護(hù)控制系統(tǒng)時(shí)同樣面臨這個(gè)問(wèn)題:更為不便的是,軟件對(duì)硬件的不可移植性使得計(jì)算機(jī)和其它領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)在CNC中的應(yīng)用也存在相對(duì)的滯后期。為了克服上述不足,國(guó)外許多企業(yè)和政府研究機(jī)構(gòu)在數(shù)控系統(tǒng)的開放性方面做了大量的研究工作。
1981年美國(guó)發(fā)起了一個(gè)叫做下一代控制器的計(jì)劃,簡(jiǎn)稱NGC(NextGeneration Workstation/Machine Controller),旨在為基于開放式體系結(jié)構(gòu)的控制器提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),在此標(biāo)準(zhǔn)下,不同的設(shè)計(jì)人員可依據(jù)規(guī)范開發(fā)出具有互換性和互操作性的控制器部件。此計(jì)劃已形成了一份開放式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)規(guī)范SOSAS(Specification ofan Open System Architecture Standard),并開發(fā)了基于SOSAS的CNC型譜系列。
1994年由通用、福特、克萊斯勒三大汽車公司啟動(dòng)了名為“開放式模塊化體系結(jié)構(gòu)控制器”的計(jì)劃,簡(jiǎn)稱OMAC(OpenModularArchitectureController),其目的是用更加開放、更加模塊化的控制結(jié)構(gòu)使制造系統(tǒng)更具柔性、更加敏捷。該計(jì)劃啟動(dòng)不久便公布了一名為“OMACAPT”的規(guī)范,并促成了~系列相關(guān)研究項(xiàng)目的運(yùn)行。
1990年由歐共體國(guó)家的22家控制器丌發(fā)商、機(jī)床生產(chǎn)廠家、控制系統(tǒng)集成商和科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)起了OSACA(Open System Architecture for ControlswithinAutomation Systems)計(jì)劃。其目的是制定一個(gè)與制造商無(wú)關(guān)的開放式控制系統(tǒng)的一種分層參考體系結(jié)構(gòu),以便能夠快速而高效地適應(yīng)新的需求。1994年完成了開放式控制系統(tǒng)平臺(tái)和系統(tǒng)參考結(jié)構(gòu)的定義,1996年完成了原型系統(tǒng)的開發(fā)。
1994年由東芝機(jī)器、三菱電子等6家同本公司聯(lián)合成立了一個(gè)名為控制器
開放系統(tǒng)環(huán)境(Open System Environment for ControllerArchitecture)的工作委員會(huì)。它研究的重點(diǎn)是在NC本身和分布式DNC控制系統(tǒng)上,它認(rèn)為站在制造的角度看NC是分布式DNC系統(tǒng)的一個(gè)服務(wù)器。OSEC所謂的開放式系統(tǒng)本身就被認(rèn)為是一個(gè)分布式系統(tǒng),它能滿足用戶對(duì)制造系統(tǒng)不同配置的要求、最小化費(fèi)用的要求和應(yīng)用先進(jìn)控制算法及基于PC的標(biāo)準(zhǔn)化人機(jī)界面的要求。