随着现代制造方法的发展,生产设备正在朝着更大的灵活性、多功能性和网络连接性发展。这一趋势对CNC控制器提出了新的需求——要求其功能可重新配置、可修改、可扩展,甚至可再生。因此,对“开放性”在控制系统中。控制器制造商正在寻求开放式CNC提供更高性能成本比和增强产品竞争力的系统。此外,制造信息的集成和生产系统的分散化也在推动向开放架构的转变。互联网技术的飞速发展,进一步为实现这种开放性奠定了物质基础。
开放式架构CNC(计算机数控)系统的研究始于1987年,由美国政府资助下一代控制器(NGC)项目。其目标是建立一个开放系统架构标准(SOSAS)规范,建立在互作性和分层软件模块的原则之上。1994年,美国三大汽车公司——克莱斯勒公司、福特汽车公司和通用汽车动力总成集团-启动了OMAC(开放式模块化架构控制器)项目。OMAC的目标包括减少控制器投资和维护成本、提高机床利用率、实现即插即用的软件/硬件模块以及支持高效的控制器重新配置。这种方法旨在缩短产品开发周期,加速技术升级,并更好地适应不断变化的市场需求。
在欧洲,OSACA(用于自动化系统内控制的开放系统架构)项目于1992年在德国斯图加特大学ISW研究所.该项目的预算为1140万欧元,有11个国家(包括德国、意大利、法国、瑞士、英国和西班牙)的机构、大学和制造商参与,于1996年结束。OSACA模型设想了一个由在标准化平台上运行的可自由组合模块组成的系统,代表了开放式控制器架构计划中最理想的模型之一。如今,欧洲主要的数控制造商,如西门子、博世、NUM和法戈尔正在积极开发符合OSACA标准的开放式数控系统。
在日本,该OSE协会由机床制造商和信息和电子领域的公司于1995年成立,旨在根据OSEC(控制器架构开放系统环境)主动。该项目分两个阶段执行。第一阶段,OSEC-I设计,重点探讨了开放控制器的意义和方向,期间FADL语言被提议——一种由多家公司支持的中立语言,旨在充当用户和控制器之间的接口。第二阶段,OSEC-II设计,旨在开发一个功能齐全、可安装的架构。在OSEC-II中,FADL语言演变为奥塞尔,一种具有可重用功能的新型数控语言,将最终用户和机器制造商积累的制造专业知识打包到软件模块中。
这些研究计划的核心任务是建立标准化的建筑规范用于开放式数控系统。有了这样的标准,开发人员就可以创建可互作和可互换的功能模块。通过标准化接口,可以将不同制造商提供的模块组装成满足特定应用要求的定制数控系统。