【正文】 摘 要 隨著數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展和復(fù)雜曲面零件的廣泛應(yīng)用，數(shù)控系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、檢測(cè)等各個(gè)領(lǐng)域，開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的研究目的是要建立一種新型的模塊化、可重構(gòu)、可擴(kuò)充的控制系統(tǒng)機(jī)構(gòu)，以增強(qiáng)數(shù)控系統(tǒng)的功能柔性，能夠快速而經(jīng)濟(jì)地響應(yīng)新的加工需求。 本文圍繞著開(kāi)放式CNC （Computer Numerical Control）系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的若干關(guān)鍵技術(shù)，從體系結(jié)構(gòu)分析、系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)地開(kāi)放化設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了研究。全文主要研究工作如下： 系統(tǒng)研究了基于PC的開(kāi)放式CNC系統(tǒng)的關(guān)鍵性基礎(chǔ)問(wèn)題:CNC體系結(jié)構(gòu)的概念及其對(duì)系統(tǒng)性能和發(fā)展的重要性，現(xiàn)有CNC系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和缺陷，CNC系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)開(kāi)放的必要性、開(kāi)放的理念和目標(biāo)以及實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)的途徑。在需求分析的基礎(chǔ)上，談?wù)摿碎_(kāi)放式CNC體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和概念模型。 對(duì)開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)CNC系統(tǒng)的開(kāi)放特性需求，研究討論了基于CAN總線(xiàn)的模塊化體系結(jié)構(gòu)以及各功能模塊。前言 科學(xué)技術(shù)和社會(huì)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率提出了越來(lái)越高的要求。機(jī)械加工工藝過(guò)程的自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)上述要求的最重要措施之一。它不僅能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，還能夠大大改善工人的勞動(dòng)條件。許多生產(chǎn)企業(yè)(例如汽車(chē)、拖拉機(jī)、家用電器等制造廠(chǎng))已經(jīng)采用了自動(dòng)機(jī)床、組合機(jī)床和專(zhuān)用自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)。采用這種高度自動(dòng)化和高效率的設(shè)備，盡管需要很大的初始投資以及較長(zhǎng)的生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，但在大批大量的生產(chǎn)條件下，由于分?jǐn)傇诿恳粋€(gè)工件上的費(fèi)用很少，經(jīng)濟(jì)效益仍然是非常顯著的。但是，在機(jī)械制造工業(yè)中并不是所有的產(chǎn)品零件都具有很大的批量，單件與小批生產(chǎn)的零件(批量在10一100件)約占機(jī)械加工總量的80%以上。尤其是在造船、航天、航空、機(jī)床、重機(jī)械以及國(guó)防部門(mén)，其生產(chǎn)特點(diǎn)是加工批量小，改型頻繁，零件的形狀復(fù)雜而且精度要求高，采用專(zhuān)用化程度很高的自動(dòng)化機(jī)床加工這類(lèi)零件就顯得很不合理，因?yàn)樯a(chǎn)過(guò)程中需要經(jīng)常改裝與調(diào)整設(shè)備，對(duì)于專(zhuān)用生產(chǎn)線(xiàn)來(lái)說(shuō)，這種改裝與調(diào)核甚至是不可能實(shí)現(xiàn)的。近年來(lái)，由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，為在競(jìng)爭(zhēng)中求得生存與發(fā)展，各生產(chǎn)企業(yè)如要提供高質(zhì)量的產(chǎn)品，就必須頻繁地改型，并縮短生產(chǎn)周期，滿(mǎn)足市場(chǎng)上不斷變化的需要。因此，即使是大批量生產(chǎn)，也改變了產(chǎn)品長(zhǎng)期一成不變的做法。頻繁地開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，使“剛性”的自動(dòng)化設(shè)備在大批生產(chǎn)中也日益暴露其缺點(diǎn)。己經(jīng)使用的各類(lèi)仿形加工機(jī)床部分地解決了小批量、復(fù)雜零件的加工。但在更換零件時(shí)，必須制造靠模和調(diào)整機(jī)床，不但要耗費(fèi)大t的手工勞動(dòng)，延長(zhǎng)了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，而且由于靠模誤差的影響，加工零件的精度很難達(dá)到較高的要求。 為了解決上述這些問(wèn)題，來(lái)滿(mǎn)足多品種、小批量的自動(dòng)化生產(chǎn)。迫切需要一種靈活的、通用的、能夠適應(yīng)產(chǎn)品頻繁變化的柔性自動(dòng)化機(jī)床。數(shù)字控制(NUMERICALCONTROL,簡(jiǎn)稱(chēng)NC或數(shù)控)機(jī)床就是在這樣的背景下誕生與發(fā)展起來(lái)的。它極其有效地解決了上述一系列矛盾，為單件、小批生產(chǎn)的精密復(fù)雜零件提供了自動(dòng)化加工手段。數(shù)控機(jī)床就是將加工過(guò)程所偏的各種操作(如主軸變速、松夾工件、進(jìn)刀與退刀、開(kāi)車(chē)與停車(chē)、選擇刀具、供給冷卻液等)和步驟，以及刀具與工件之間的相對(duì)位移t都用數(shù)字化的代碼來(lái)表示，通過(guò)控制介質(zhì)(如穿孔紙帶或磁帶)將數(shù)字信息送人專(zhuān)用的或通用計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)對(duì)輸人的信息進(jìn)行處理與運(yùn)算，發(fā)出各種指令來(lái)控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其它執(zhí)行元件，使機(jī)床自動(dòng)加工出所需要的工件。 數(shù)控技術(shù)的問(wèn)世解決了傳統(tǒng)方式難以解決的負(fù)載零件的制造問(wèn)題。準(zhǔn)確、高效的自動(dòng)化手段，改變了以往機(jī)械工業(yè)中周期長(zhǎng)、效率低的局面。柔性的工作方式，能充分適應(yīng)多品種、小批盆的現(xiàn)代生產(chǎn)方式，從而大大提高了對(duì)現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)需求的適應(yīng)能力。利用數(shù)控技術(shù)可以大幅度縮短產(chǎn)品的制造周期，提離產(chǎn)品的加工質(zhì)盤(pán)，加速產(chǎn)品的更新?lián)Q代，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，因而具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益及廣闊的發(fā)展前景，業(yè)已成為一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。 然而，現(xiàn)今生產(chǎn)中使用的絕大多數(shù)CNC系統(tǒng)中(以FAI；UC；S IMENS等為代表)，所采用的是一種專(zhuān)用的封閉式體系結(jié)構(gòu)，即組成系統(tǒng)的硬件模塊和軟件結(jié)構(gòu)由各數(shù)控系統(tǒng)廠(chǎng)家行設(shè)計(jì)，是專(zhuān)用的，互不兼容的，系統(tǒng)各模塊之間的交互方式、通訊及結(jié)構(gòu)也互不相同。這專(zhuān)用的封閉式結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟，產(chǎn)品批盤(pán)大、生產(chǎn)成本低，但是隨著技術(shù)的進(jìn)步，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，越來(lái)越暴露出其固有的缺陷，集中表現(xiàn)如下: 1)各控制系統(tǒng)間互聯(lián)能力差，影響了系統(tǒng)的相互集成:風(fēng)格不同的操作方式，使用戶(hù)培訓(xùn)費(fèi)用增加。專(zhuān)用件的大量使用，給數(shù)控設(shè)備的使用與維護(hù)帶來(lái)了很多不便。 2)系統(tǒng)的封閉性使得對(duì)其擴(kuò)充和修復(fù)極為有限，造成數(shù)控設(shè)備制造商對(duì)系統(tǒng)供應(yīng)商的依賴(lài)，難以將自己的專(zhuān)門(mén)技術(shù)、工藝經(jīng)驗(yàn)集成與控制系統(tǒng)結(jié)合形成自己的產(chǎn)品特點(diǎn)，不利于提高主機(jī)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。 3)專(zhuān)用的硬件，軟件結(jié)構(gòu)也限制了系統(tǒng)本身的持續(xù)發(fā)展，使系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)投資大、周期長(zhǎng)、風(fēng)險(xiǎn)高、更新?lián)Q代慢，不利于數(shù)控產(chǎn)品的技術(shù)進(jìn)步?？傊瑪?shù)控系統(tǒng)的這一現(xiàn)狀已難以適應(yīng)當(dāng)今制造業(yè)的市場(chǎng)的變化與競(jìng)爭(zhēng)，也不能滿(mǎn)足現(xiàn)代化制造業(yè)向信息化、敏捷制造模式發(fā)展的要求。 為了節(jié)約封閉式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控存在的問(wèn)題，近年來(lái)，西方各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相繼提出了向模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展，設(shè)計(jì)開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)的問(wèn)題，如美國(guó)的NGC計(jì)劃，日本和歐洲提出的OSEC及OSACA計(jì)劃等。 開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的主要研究目的是，解決變化頻繁的需求與封閉的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之間的矛盾，建立一種新型的模塊化、可重構(gòu)、可擴(kuò)充的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以增強(qiáng)數(shù)控系統(tǒng)的功能柔性，能夠快速而有效地響應(yīng)新的加工需求。 基于PC的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)是對(duì)傳統(tǒng)封閉式數(shù)控結(jié)構(gòu)的根本突破，是當(dāng)今數(shù)控技術(shù)的發(fā)展主流和研究熱點(diǎn)，是新一代數(shù)控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。 采用基于PC的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)，無(wú)論對(duì)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商、機(jī)床廠(chǎng)還是最終用戶(hù)均有益處。對(duì)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商，可在共同的標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)上建立廣泛的合作，實(shí)現(xiàn)廠(chǎng)家的協(xié)作式開(kāi)發(fā)，這將大大縮短系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期，減少投資，增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。 我國(guó)是一個(gè)機(jī)床生產(chǎn)和應(yīng)用的大國(guó)。但數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用水平還很不高，嚴(yán)重制約著我國(guó)制造業(yè)水平的提高。國(guó)際上的相關(guān)開(kāi)放計(jì)劃對(duì)我國(guó)的數(shù)控技術(shù)的發(fā)展提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，同時(shí)也帶來(lái)了機(jī)遇。因?yàn)殚_(kāi)放計(jì)劃的實(shí)施，把世界上所有的數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)商推到了同一起跑線(xiàn)上。我們應(yīng)充分把握數(shù)控產(chǎn)品技術(shù)轉(zhuǎn)型的歷史機(jī)遇，揚(yáng)長(zhǎng)避短，迎頭趕上，充分吸收當(dāng)今計(jì)算機(jī)發(fā)展的最新成果，高起點(diǎn)制定出切實(shí)可行、適合我國(guó)國(guó)情的數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)放化的技術(shù)路線(xiàn)。數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)，它綜合了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、電氣傳動(dòng)、測(cè)量技術(shù)、機(jī)械制造等多項(xiàng)技術(shù)，成為二十世紀(jì)以來(lái)逐步發(fā)展起來(lái)的機(jī)床控制的新技術(shù)，是一門(mén)交叉學(xué)科。 數(shù)控技術(shù)的廣泛使用，給機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)方式、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)帶來(lái)了深刻的變化。數(shù)控技術(shù)是國(guó)防現(xiàn)代化的重要部分，是國(guó)際技術(shù)和商業(yè)貿(mào)易的重要構(gòu)成。因此，數(shù)控技術(shù)是關(guān)系到國(guó)家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國(guó)家綜合國(guó)力的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)。 數(shù)字控制(Numerical Control)是相對(duì)于模擬控制而言的。數(shù)字控制系統(tǒng)中的信息量是數(shù)字量，而模擬控制系統(tǒng)中的信息量是模擬量。最初的數(shù)字控制系統(tǒng)是由數(shù)字邏輯電路構(gòu)成的，因而稱(chēng)之為硬件數(shù)控系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，硬件數(shù)控系統(tǒng)被逐漸淘汰，取而代之的是計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNCComputer Numerical Control)。數(shù)控技術(shù)在制造業(yè)、特別是航空航天工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，無(wú)論在硬件方面還是在軟件方面，發(fā)展都很快。 自從1952年麻省理工學(xué)院研制出世界上第一臺(tái)三座標(biāo)銑床以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)，特別是微電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)無(wú)論在硬件或者軟件方面發(fā)展都很快，數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)歷了八代，可以分為以下四個(gè)發(fā)展階段[1](1952一1970) 早期計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度低，被稱(chēng)為硬件連接數(shù)控，簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控(NC).世界上第一臺(tái)數(shù)控銑床的數(shù)控裝置是采用電子管、繼電器和模擬電路構(gòu)成的試驗(yàn)樣機(jī)，通稱(chēng)為第一代數(shù)控。1959年，晶體管取代了笨重的電子管?？s小了體積，使得工業(yè)應(yīng)用成為了可能，誕生了第二代數(shù)控系統(tǒng)。1965年出現(xiàn)了小規(guī)模集成電路構(gòu)成的NC，體積更小，功率更低，提高了可靠性，NC發(fā)展到第三代。 這一階段的數(shù)控系統(tǒng)，各種控制功能均由硬件邏輯完成，稱(chēng)為“硬件”控制，其功能簡(jiǎn)單，靈活性差，設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，系統(tǒng)可靠性低，因而限制了其進(jìn)一步的發(fā)展和應(yīng)用。(1970一1986) 70年代初，大規(guī)模集成電路、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，微處理器的問(wèn)世，通用小型計(jì)算機(jī)出現(xiàn)并逐漸普及，給數(shù)控技術(shù)帶來(lái)了突破性的發(fā)展。1970年在美國(guó)芝加哥數(shù)控博覽會(huì)上，首次展出了以小型計(jì)算機(jī)為核心的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC)，標(biāo)志著數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)入了計(jì)算機(jī)為主體的第四代。至此，原來(lái)由硬件實(shí)現(xiàn)的功能逐步改為由軟件完成。從此系統(tǒng)進(jìn)入了“軟連接”數(shù)控時(shí)代。 1974年，首次出現(xiàn)了采用微處理器芯片的軟連接CNC系統(tǒng)，象征著數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)入了以微機(jī)為背景的時(shí)代。這一發(fā)展真正實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化，進(jìn)一步縮小了體積，降低了成本，簡(jiǎn)化了編程和操作，使數(shù)控系統(tǒng)達(dá)到了普及的程度。 70年代末，80年代初，隨著大規(guī)模集成電路、大容量存儲(chǔ)器、CRT的普及應(yīng)用，CNC系統(tǒng)進(jìn)入了第六代。它雖然仍以微處理器為基礎(chǔ)，但控制功能更為完善，具備了多功能的技術(shù)特征，尤其在軟件技術(shù)方面發(fā)展更快，具有了交互式對(duì)話(huà)編程，三維圖形顯示和校驗(yàn)，實(shí)時(shí)軟件精度補(bǔ)償?shù)裙δ?。在系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)上，開(kāi)始出現(xiàn)了柔性化，模塊化的多處理器結(jié)構(gòu)。數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品也逐漸實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，系列化。(1986一今) 為了實(shí)現(xiàn)高速、高精度輪廓的精加工，必須提高微輪廓的解釋處理能力和伺服驅(qū)動(dòng)能力。為保證零件程序的傳送、插補(bǔ)、加工線(xiàn)速度控制等連續(xù)處理。使CNC系統(tǒng)進(jìn)入了面向高速、高精度的第七代。1986年，三菱電機(jī)公司率先推出了以CPU為68020的32位，掀起了32位CNC的熱潮，并逐漸成為當(dāng)今數(shù)控系統(tǒng)的主流。(1994一今) 進(jìn)入90年代，PC機(jī)(個(gè)人計(jì)算機(jī))的性能提高很快，從8位、16位發(fā)展到32位，可以滿(mǎn)足作為數(shù)控系統(tǒng)核心部件的要求，而且PC機(jī)生產(chǎn)批量很大，價(jià)格便宜，這種基于PC的CNC控制器在美國(guó)首先亮相市場(chǎng)，并在此后得到了高速發(fā)展。PC的引入，不僅為CNC提供十分堅(jiān)實(shí)的硬件資源和及其豐富的軟件資源，更為CNC的開(kāi)放化提供了基礎(chǔ)。 開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的研究控制系統(tǒng)采用開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)將導(dǎo)致新一代控制器的產(chǎn)生，并成為制造業(yè)的一大支柱。因此，歐美及日本等發(fā)達(dá)國(guó)家都相繼進(jìn)行了大量的投入和研究，其中最具有代表性和影響力的研究有以下幾個(gè)【2】 早在1987年，里根政府為振興美國(guó)的機(jī)械制造業(yè)，推動(dòng)工業(yè)形成一個(gè)廣泛的合作關(guān)系，以增強(qiáng)對(duì)外競(jìng)爭(zhēng)力，推出} NGC (The Next Generation Workstation/MachineController)研究計(jì)劃。該項(xiàng)目由美國(guó)國(guó)家制造科學(xué)中心(NCMS)與空軍共同領(lǐng)導(dǎo)，于1989年開(kāi)始實(shí)施。NGC計(jì)劃目標(biāo)是:基于開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的下一代機(jī)械制造控制器提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，在這一標(biāo)準(zhǔn)的支持下，不同的設(shè)計(jì)人員可以開(kāi)發(fā)出具有互換性和互操作性的控制部件?；谶@一標(biāo)準(zhǔn)的控制器具有體系結(jié)構(gòu)開(kāi)放、適用范圍廣、能適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)。圖11為NGC的體系結(jié)構(gòu)。入機(jī)接口作業(yè)執(zhí)行子系統(tǒng)控制圖11 NCC體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)平臺(tái)虛擬機(jī)械工作站管理工作站傳感器支持工具 OSACA(Open System Architecture for Control within Automation System)(ISW)支持，參加單位來(lái)歐盟國(guó)家的11家主要機(jī)床制造廠(chǎng)、控制器生產(chǎn)廠(chǎng)和高校。該計(jì)劃分為三個(gè)階段，其中第一階段和第二階段均已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，、應(yīng)用指南，并依照OSACA規(guī)范并開(kāi)發(fā)了標(biāo)準(zhǔn)的通用系統(tǒng)平臺(tái)和軟件模塊。第三階段的計(jì)劃正在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，其主要目標(biāo)是推廣OSACA思想以及前期工作的技術(shù)成果，同時(shí)與日，美的相關(guān)企業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行接觸，以期建立一個(gè)國(guó)際性的控制器標(biāo)準(zhǔn)。 OSACA的目標(biāo)是為數(shù)控等自動(dòng)化設(shè)備定義了一個(gè)獨(dú)立于硬件平臺(tái)、與制造商無(wú)關(guān)的開(kāi)放式控制系統(tǒng)參考結(jié)構(gòu)，這些自動(dòng)化設(shè)備不僅包括機(jī)床數(shù)控，機(jī)器人控制，還包括可編程控制器和單元控制器。遵循OSACA規(guī)范的控制器產(chǎn)品將提供更強(qiáng)的客戶(hù)定制功能，縮短新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的周期，降低產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、維護(hù)、培訓(xùn)和文檔建立的費(fèi)用。OSACA控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖12所示，包括兩個(gè)部分:系統(tǒng)平臺(tái)和結(jié)構(gòu)化的功能模塊。OSACA系統(tǒng)平臺(tái)包括操作系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、系統(tǒng)配置、圖形服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等系統(tǒng)平臺(tái)通過(guò)API與具體功能模塊AO發(fā)生關(guān)系。AO按其控制功能分為:人機(jī)控制，運(yùn)動(dòng)控制，邏輯控制，軸控制，過(guò)程控制等。OSACA的軟件結(jié)構(gòu)中有三個(gè)主要組成部分:通訊系統(tǒng)、參考體系結(jié)構(gòu)模型和配置系統(tǒng)，它們建立在統(tǒng)一的信息通訊平臺(tái)基礎(chǔ)上。A03數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)A02A0NA01應(yīng)用程序接口硬件組件通訊操作系統(tǒng)圖12 OSACA系統(tǒng)結(jié)構(gòu) OSEC(Open System Environment for Con七roller)計(jì)劃是在日本國(guó)家機(jī)器人和工廠(chǎng)自動(dòng)化研究中心(工ROFA )建立的開(kāi)放式數(shù)控委員會(huì)的倡導(dǎo)下，于1995年由東芝機(jī)器公司、豐田機(jī)器廠(chǎng)和Mazak公司三家機(jī)床制造商和日本工BM、三菱電子及SML信息系統(tǒng)公司共同組建的。其目的是建立一個(gè)國(guó)家性的工廠(chǎng)自動(dòng)化控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，并開(kāi)發(fā)新一代基于PC平臺(tái)、性能價(jià)格比高的開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)。OSEC提出的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)參考模型如圖13所示。這一結(jié)構(gòu)包括了零件造型、工藝規(guī)劃、機(jī)床控制處理(程序解釋、操作模塊控制、智能處理)、刀具軌跡控制、順序控制、軸控制等功能，并對(duì)各層之間的接口制定了協(xié)議。這些協(xié)議從CAD和生產(chǎn)管理開(kāi)始，分為CAM和生產(chǎn)監(jiān)控，綜合成為任務(wù)調(diào)度，然后利用各種庫(kù)進(jìn)行解釋?zhuān)纬奢S控制及PLC所需要的信息和數(shù)據(jù)，對(duì)機(jī)床的伺服和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。OSEC還定義了一種工廠(chǎng)自動(dòng)化