开放式数控系统建立在一个开放的平台上,实现开放性、互换性、可移植性和扩展性,具有模块化的结构,允许用户根据需要进行选配、集成和更改或扩展系统的功能,迅速适应不同的应用要求。国际上开放式数控系统研究的相继开展同益引起国内数控界的重视。但目前国内关于开放式数控系统的应用研究尚处于探索阶段。本文围绕着开放式数控系统设计中的相关技术,从开放式的体系结构系统硬件的开放化设计、系统软件的建模与开发等方面进行了系统的分析,并结合泰兴晨光高新技术开发有限公司与兰州方大碳素合作项目——炭块加工生产线中应用开放式运动控制系统SIMOTION的经历进行了开放式数控系统的应用性开发探索,全文主要研究工作如下:1.分析了国际上主流的三种开放式数控系统体系结构和基于PC开放式数控的实现方法。三种开放式数控体系是欧盟的OSACA、美国的OMAC、同本的OSEC。它们各有侧重:OSACA基于对现有系统的详细分析,提出了一个由系统硬件、系统软件和应用软件三个层次构成的开放系统参考模型结构;OMAC采用一种搭积木的思想来构造控制系统;OSEC的研究讨论的重点在于NC和分布式控制系统上。2.开放式运动控制系统SIMOTION D425在炭块生产线中的应用。该运动控制系统是西门子最新的运动控制系统,拥有优秀的开放式架构。在SIMOTION运动控制系统中,所有的运动控制功能,以及与运动控制相关的逻辑控制功能均可由一个系统来实现,简化了开发过程。并且SIMOTION独特的任务执行系统为系统的修改和程序的重用提供了方便。虽然它不是一个开放式的数控系统,却为开放式数控中运动控制架构的设计提供了很好的参考。3.设计了一个基于PC的开放式数控系统模型,实现了下位机的软硬件设计。本模型采用基于PC机+运动控制卡的实现方式,参考了OSACA结构;在设计下位机软件时,使用了实时系统μC/OS-Ⅱ。软件架构参照了SIMOTION的程序执行系统;下位机与伺服驱动之间采用SERCOS(SErial Real-timeCOmmunication System)串行实时通信总线协议。