長期以來國際上著名的數(shù)控設備制造公司,對CNC均采取封閉式設計,各自設計生產自己的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計的,與其它系統(tǒng)同類型的電路板不通用;
(2)系統(tǒng)軟件結構是專用的,系統(tǒng)軟件的技術細節(jié)不公開、不提供給用戶:
(3)雖然在系統(tǒng)結構上采用模塊化設計,分為人機交互模塊、零件程序譯碼和數(shù)據(jù)處理模塊、軌跡插補模塊、軸伺服控制模塊、I/O模塊和任務協(xié)調模塊等,但各公司在具體實現(xiàn)方法上有著很大的差別,這與各生產商選擇的基礎技術、技術政策、指導方針、發(fā)展歷史等因素有關。例如系統(tǒng)各模塊閫的交互方式、通訊機制等因系統(tǒng)的不同而不同,所以各個系統(tǒng)是相對獨立而彼此封閉的。
這給數(shù)控機床制造廠家的生產和最終用戶的使用、維護帶來諸多不便。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,使得對它的修改和功能擴充極為有限,造成數(shù)控機床制造廠對控制系統(tǒng)供應商的依賴,不僅使機床制造廠的技術保密性降低,同時使得機床制造廠從一種控制系統(tǒng)轉換到另一種控制系統(tǒng)成為一件十分耗費精力和時間的事情;最終用戶在使用、維護控制系統(tǒng)時同樣面臨這個問題:更為不便的是,軟件對硬件的不可移植性使得計算機和其它領域的先進技術在CNC中的應用也存在相對的滯后期。為了克服上述不足,國外許多企業(yè)和政府研究機構在數(shù)控系統(tǒng)的開放性方面做了大量的研究工作。
1981年美國發(fā)起了一個叫做下一代控制器的計劃,簡稱NGC(NextGeneration Workstation/Machine Controller),旨在為基于開放式體系結構的控制器提供一個標準,在此標準下,不同的設計人員可依據(jù)規(guī)范開發(fā)出具有互換性和互操作性的控制器部件。此計劃已形成了一份開放式系統(tǒng)體系結構規(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了名為“開放式模塊化體系結構控制器”的計劃,簡稱OMAC(OpenModularArchitectureController),其目的是用更加開放、更加模塊化的控制結構使制造系統(tǒng)更具柔性、更加敏捷。該計劃啟動不久便公布了一名為“OMACAPT”的規(guī)范,并促成了~系列相關研究項目的運行。
1990年由歐共體國家的22家控制器丌發(fā)商、機床生產廠家、控制系統(tǒng)集成商和科研機構聯(lián)合發(fā)起了OSACA(Open System Architecture for ControlswithinAutomation Systems)計劃。其目的是制定一個與制造商無關的開放式控制系統(tǒng)的一種分層參考體系結構,以便能夠快速而高效地適應新的需求。1994年完成了開放式控制系統(tǒng)平臺和系統(tǒng)參考結構的定義,1996年完成了原型系統(tǒng)的開發(fā)。
1994年由東芝機器、三菱電子等6家同本公司聯(lián)合成立了一個名為控制器
開放系統(tǒng)環(huán)境(Open System Environment for ControllerArchitecture)的工作委員會。它研究的重點是在NC本身和分布式DNC控制系統(tǒng)上,它認為站在制造的角度看NC是分布式DNC系統(tǒng)的一個服務器。OSEC所謂的開放式系統(tǒng)本身就被認為是一個分布式系統(tǒng),它能滿足用戶對制造系統(tǒng)不同配置的要求、最小化費用的要求和應用先進控制算法及基于PC的標準化人機界面的要求。