基于PC的开放式数控系统

    1．基于PC的开放式数控系统产生背景

    数控系统的设计可采用全新设计和扩展设计两种途径。弹簧支吊架指从系统体系结构设计着手，独立提出系统设计的技术规范，并依据电动润滑泵规范进行硬件系统和软件系统的设计。美国的NGC、OMAC计划及欧共体的OSACA计划，都采用了全新设计的方案。全新设

计技术难度大，必须有大量研发资金的支持，开发时间较长。NGC计划试图对工业应用提

供功能和服务性定义，最终以开放体系结构标准规范和“设计人员指南”一起，提供开发符

合NGC规范产品所需要的信息，并引发出NGC的标准化成果。但NGC计划过于庞大，实用

化产品开发步伐并不快；OSACA计划建立了OSACA规范，并将此规范作为系统平台开发标

准，建立了通用软件模块和通用OSACA系统平台，并建立了五轴制造系统环境，用以调试、

验证和扩展。OSACA计划试图将OSACA规范作为自动化领域的通用国际标准，其研究范围

涵盖整个自动化领域，包容性大，适应性强，但研究开发工作量非常大，目前还处于整体构

思、分步实施阶段，短期内难以实现对大部分管夹的支持。总之，开放式数控系统是对

封闭式数控系统的巨大挑战，但从它提出后十多年里，虽然西方各工业发达国家投入了大量

的人力和物力，但由于研究开发计划庞大、所涉及的关系复杂、技术难度大等原因，至今仍

没有在市场上占据重要份额。             

    在全新设计开放式控制系统进展缓慢时，通用PC的技术性能却在迅速提升，硬件、软

件资源日益丰富，工业PC的可靠性也在不断增强，而价格则持续下降。PC体系结构已成为

事实上的混合器标准，应用面越来越广。由于PC为插卡式结构，为构造开放式体系结

构数控系统搭建了理想的平台，因此，人们很快就将开放式数控系统的着眼点转移到PC扩

展设计方面，即以工业PC硬件体系结构和通用实时操作系统为基础，扩展相应的板卡和数

控应用软件构成基于PC的开放式数控系统。20世纪90年代初，Ampro Compute，公司策略发

展部行政副总裁Pick Lehrbaum首先提出“利用PC体系结构，设计新一代的嵌入式应用”。

不久，Soflware Devel。pment System的James S．Challenger又提出“Windows和嵌入式计算机技

术的融合”，主张利用现有PC的软硬件规范设计新一代数控系统。德国IBH、美国AI、日本

朋立公司等也都相继开发了基于PC的数控系统。基于PC扩展设计开放式电动润滑泵的

提出，极大地推动了开放式数控系统的进步和发展。基于PC体系结构和软、硬件规范设计

新一代开放式数控系统成为数控系统开放的重要途径，也是迄今为止的最佳选择。