數控技術經過四十多年的發(fā)展日益成熟，于90年代初出現了開放性數控系統(tǒng)的概念，并逐漸出現了開放性數控系統(tǒng)取代以往數控系統(tǒng)的趨勢。目前，各發(fā)達國家都在競相發(fā)展自己的開放式體系結構的數控系統(tǒng)，如美國的“下一代工作站/機床控制器體系結構” NGC     (The Next GenerationWork-station/Machine Control)；歐洲的“自動化系統(tǒng)中開放式體系結構OSACA(Open System Architecture for Control Within Automation Systems)；日本的 OSEC(Open System Environment for Controller)等。我國國家計委和*在99年7月14日發(fā)布的《當前國家優(yōu)先發(fā)展的高技術產業(yè)化重點領域指南》中制造技術中的*項即為“適用*的數控機床及開放式數控系統(tǒng)”。目前開放式數控系統(tǒng)也已經應用于超精密加工領域。 
1 開放式數控系統(tǒng)的特點
    目前的數控系統(tǒng)(包括軟件和硬件)，基本不具備可移植性，都是為特定的機床或設備專門開發(fā)的，從而使得其成本十分昂貴。隨著制造技術的發(fā)展，要求整個制造系統(tǒng)具有更多的開放性，集成為一個具有更大柔性的系統(tǒng)。在九十年代初就出現了開放式數控系統(tǒng)的概念，目前的開放式數控系統(tǒng)多以 PC機為基礎，配上各種控制卡。與以往的數控系統(tǒng)相比，開放式數控系統(tǒng)一般具有如下特點： 
 格較低，性能價格比* 
    由于開放式數控系統(tǒng)具有較強的可移植性，使其開發(fā)費用大大下降，維修更簡易，質量更可靠，性能更加完善，增強了開放式數控系統(tǒng)的市場競爭能力。以往一套超精密數控加工系統(tǒng)動輒就上百萬，更存在禁運的問題，而一套開放式超精密加工數控系統(tǒng)成本則低得多。
模塊化的設計 
    開放式數控系統(tǒng)中的各模塊相互獨立，可讓用戶在較大范圍內根據需求配置系統(tǒng)，如機床軸數、 I/O點數等，而當系統(tǒng)硬件改變時，只需簡單修改數控系統(tǒng)軟件，即可滿足需求。具有更大的靈活性，更能適應市場的動態(tài)變化。
豐富友好的人機界面 
     機床制造商或用戶可在開放式環(huán)境下用不同的編程語言隨心所欲地開發(fā)自己用途的人機界面，完善自己的數控系統(tǒng)，如某些特殊機床的控制功能，而不必過多地考慮數控系統(tǒng)控制器的核心部分。
優(yōu)良的開放性能 
    開放式數控系統(tǒng)能方便地掛上第三方的應用軟件，如各種 CAD/CAM軟件、測試軟件或管理軟件滿足自己的需求。開放式數控系統(tǒng)可集眾家之長，其優(yōu)勢是不言而喻的。
支持多種操作平臺 
開放式結構的數控系統(tǒng)比以往的數控系統(tǒng)能更好地支持各種不同的操作平臺，如： windows windowsNT， Unix， OS2等。
2 開放式數控系統(tǒng)在超精密加工中的應用
開放式數控系統(tǒng)由于其自身的*性，目前在超精密加工中也得到了較廣泛的應用。 
國外開放式數控系統(tǒng)在超精密加工中的應用 
    英國 Rank Pneumo公司在八十年代末開發(fā)了 Nanoform300機床。該機床不僅能夠進行切削加工，還可以用金剛石砂輪進行磨削，能加工直徑為300mm的非球面金屬反射鏡。機床的控制系統(tǒng)采用的是美國 DELTA TAU公司的可編程多軸運動控制器(PMAC)。該控制器采用了*的數字信號處理技術。zui初選用的是摩托羅拉的56001數字信號處理器(DSP)。每個卡可控制多達8個伺服軸，可用 PC、XT/AT、VME、STD32或 PCI總線形式(都可*脫機運行)。16/18位的DAC輸出分辨率。      
    10/15MHZ的編碼計數率，高達320MHZ的有效輸入帶寬。開放式的結構可控制任何型號的電機，具有*的處理能力和高度的靈活性，適于現今實際應用中的各種總線結構、電機類型、反饋元件和指令數據結構，是開放式數控系統(tǒng)在超精密加工中一個鉸早的成功應用。 

     Rank Pneumo公司新推出的 Nanoform250超精密加工系統(tǒng)，是一臺兩軸超精密 CNC機床，能進行超精密車削和磨削。該機床可以直接磨削出能達到光學系統(tǒng)要求的具有光學表面質量和面型精度的硬脆材料光學零件。機床zui大加工工件直徑達到250mm。機床數控系統(tǒng)的分辨率為1．25nm，其數控系統(tǒng) Nanoform300相似，仍是采用美國 DELTA TAU公司的可編程多軸運動控制器。 

    與該公司有密切關系的美國 Precitech公司，在其后來推出的眾多機床上，都采用了開放式的數控系統(tǒng)結構，但其控制器不再是采用美國 DELTATAU公司的可編程多軸運動控制器。改為采用 Precitech自己開發(fā)的UltrapathTM DSP 在 Naonoform200、 Nan0form350、 Nanoform600、PLANOFORM550、 Freeform4000、 Freeform5000等 Precitech公司的機床上皆采用基于 Precitechs UltrapathTM DSP的開放式數控系統(tǒng)。目前該數控系統(tǒng)的資料較少，但這么多機床使用同一套數控系統(tǒng)，可見該系統(tǒng)的可移植性及其它性能都應是很好的。 

美國摩爾公司目前的三臺機床 Nanotech500FG、 Nanotech350UPL、Nanotechl50AG當中，除了 Nanotech500FG用的是帶高速串行總線的Fanucl5i數控系統(tǒng)。NanoteCh350UPL和 Nanotechl50AG采用的是開放式數控系統(tǒng)。與 Nanoform300、Nanoform250相同， NanoteCh350UPL采用的是美國 DELTA TAU公司的 PMAC控制器，而 Nanotechl50AG采用的是Aerotech公司 UNIDEX600控制器。該控制器可控制多達16個伺服軸，可執(zhí)行高速位置鎖存。控制器上所用的是高達33／66MHZ的 RISC處理器，其上的 i960芯片能在一個時鐘周期內執(zhí)行數條指令，控制器上集成了高達32MB的 DRAM，提供了強大的處理能力，同其它開放式數系統(tǒng)一樣，也具有很強的靈活性，提供了豐富的支持軟件。
國內開放式數控系統(tǒng)的狀況及在超精密加工中的應用 
近年來，國內對開放式數控系統(tǒng)的研究也在不斷深入，為數眾多的高校科研院所開發(fā)了自己的開放式數控系統(tǒng)。較典型的有華中理工大學的華中I型數控系統(tǒng)，北京航空航天大學的中華I型數控系統(tǒng)，*沈陽計算技術研究所的藍天系列數控系統(tǒng)、西安交通大學剛在首屆中國*成果交易會推出的五軸五聯動數控系統(tǒng)等。

    本系統(tǒng)采用的是 PC總線結構，上位機為工控機，通過系統(tǒng)總線與 PMAC通訊，也可通過雙口 RAM與 PMAC進行高速數據交換；控制器上有高速的 DSP處理加工數據：用高精度的LVDT測頭對刀;通過16位的 DAC驅動主軸電機和伺服電機：用高分辨率、高精度的編碼器和光柵實現系統(tǒng)的閉環(huán)雙位置反饋控制。
3 結束語
    可以預見，開放式數控系統(tǒng)以其自身的*性將會成為未來*數控系統(tǒng)的主流，在超精密加工中的應用也會更加廣泛，我們應該抓緊時間采取措施，投入大量人力、財力進行研究開發(fā)，推動我國數控技術的發(fā)展