开放式运动控制系统的研究始于 1987 年, 美国空军在美国政府资助下发表了著名的“NGC研究计划”, 提出了开放体系结构控制器的概念和开放系统体系结构标准规格( OSACA) 。自 1996 年开始,美国几个大的科研机构对 NGC 计划分别发表了相应的研究内容 ,如美国国际标准研究院提出了“EMC( 增强型机床控制器) ”由美国通用、福特和克莱斯勒三大汽车公司提出和研制了“OMAC( 开放式 、模块化体系结构控制器) ”, 其目的是用更开放 、 更加模块化的控制结构使制造系统更加具有柔性 、 更加敏捷 。该计划启动后不久便公布了一个名为“OMAC APT”的规范 ,并促成了一系列相关研究项目的运行。84131
从20世纪80年代开始,运动控制器开始在国外各个行业得到应用,其中以微电子行业的应用最为广泛。而在当时,我国对于运动控制卡的应用,无论是规模、范围还是技术层次上都是处于刚刚起步的状态[9,13]。而随着机械制造产业的不断升级,运动控制技术的应用在我国越来越得到重视与推广。目前,国内的运动控制器生产商提供的产品大致可以分为3类,分类情况如表1。1所示[10]。
表1。1 运动控制卡分类论文网
序号 特征 优点 缺点 应用场合
一 以单片机、微处理器作为核心 成本相对较低 较慢的运行速度,较低的精度 低速运功控制场合、低精度轨迹轮廓控制场合
二 以专用芯片(ASIC)作为核心处理器 结构相对简单 局限于输出信号只能是脉冲的形式,并且不能够闭环工作 无前瞻功能,无高速连续插补功能,不适合数目较多的小线段不间断加工场合。
三 开放式处理器,基于PC总线的以DSP和FPGA作为核心 具有DSP高速数据处理能力与FPGA的超强逻辑处理能力[11,17]。
具有优越的性能、完善的功能。
具有较高的开放性,较好的通用功能,较高的轨迹精确度。 成本相对较高 适用于对轨迹的精度要求高的自动控制场合