機(jī)械電氣設(shè)備 開放式數(shù)控系統(tǒng) 第1部分總則 征求意見稿

1本文件規(guī)定了開放式數(shù)控系統(tǒng)(OpenNumerical——能使本地或遠(yuǎn)程數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)互2規(guī)范性引用文件GB4824工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療設(shè)備射頻騷擾特性限值和GB/T5226.1機(jī)械電氣安全機(jī)械電氣設(shè)備第1部分：通GB/T26220工業(yè)自動化系統(tǒng)與集成機(jī)床數(shù)值控制數(shù)控系統(tǒng)3.1開放式數(shù)控系統(tǒng)opennumericalcontr指應(yīng)用軟件構(gòu)筑于遵循公開性、可擴(kuò)展性、兼容性原則的系統(tǒng)平臺之上的3.2基本體系結(jié)構(gòu)referencearchit23.33.4硬件平臺hardwareplatfo3.5是應(yīng)用軟件運(yùn)行的基礎(chǔ)部件,處于基本體系結(jié)構(gòu)的硬件平臺3.63.7NC核心軟件NCkernelsoftware3.8人機(jī)控制humanmachine3.93.10開放式數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用編程接口opennumericalcontrolsystemapplicationprogramm3.11配置系統(tǒng)configurations3.123.133.14a)兩個或多個系統(tǒng)交換信息并相互使用已交換b)兩個或兩個以上系統(tǒng)可互相操作的能力。33.15a)兩個或兩個以上系統(tǒng)，當(dāng)共享相同的硬件或軟件環(huán)境執(zhí)行它們所要求的功能可得到同樣結(jié)果4ONC系統(tǒng)的特征及功能4.2ONC系統(tǒng)的開放程度4.3.1ONC系統(tǒng)的功能配置4.3.2開放式人機(jī)界面4.3.2.1用戶可根據(jù)需要設(shè)置操作按鍵的功能及與4.3.2.2操作指令、數(shù)據(jù)及系統(tǒng)工作狀態(tài)的顯示應(yīng)符合有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和/或國際標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，如ISO4.3.2.3ONC系統(tǒng)采用中文形式顯示4.3.3伺服驅(qū)動單元的運(yùn)動控制接口44.3.3.1伺服驅(qū)動單元的運(yùn)動控制接口應(yīng)符合有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和/或國際標(biāo)準(zhǔn)1)技術(shù)要4.3.3.2伺服驅(qū)動單元運(yùn)動控制接口應(yīng)具備保證對各運(yùn)動軸之間實(shí)現(xiàn)同步控制的機(jī)4.3.3.3用戶可通過運(yùn)動控制接口對伺服驅(qū)動單元做如下操作：a)根據(jù)伺服驅(qū)動單元自描述信息，自動取得對伺服的控制權(quán)(即插4.3.4數(shù)控裝置與邏輯控制單元之間的數(shù)據(jù)與命令接口注：邏輯控制單元指數(shù)控系統(tǒng)中符合GB/T1594.3.4.1如果邏輯控制單元與數(shù)控裝置采用分體結(jié)構(gòu)(PLC外置),則其接口應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)和/或國際描述方式)、交互方式(指應(yīng)答方式)以及4.3.4.3數(shù)控裝置至少應(yīng)能夠接受邏輯控制單元以下信息：——邏輯控制單元的自描述信息﹐如：制造商、性能參數(shù)、配置參數(shù)；——其他設(shè)備(各類操作開關(guān)、刀具系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器等)通過邏輯控制單元傳送其4.3.4.4數(shù)控裝置至少應(yīng)向邏輯控制單元輸入以下信息：——數(shù)控裝置的當(dāng)前工作狀態(tài)信息﹐如：復(fù)位、自動、手動、進(jìn)給暫停、原路徑返回、參考點(diǎn)返——數(shù)控裝置向邏輯控制單元發(fā)出的命令，如：復(fù)位、調(diào)試、運(yùn)行、M、S、T——數(shù)控裝置的當(dāng)前運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，如：主4.4ONC系統(tǒng)第二層開放的基本特征和功能1)GB/T18743，IEC601394，IEC60625，IEC61158，ISO11898,ISO11519，RS232C和RS485等。54.4.3應(yīng)保證用戶和第三方應(yīng)用軟件注：第三方特指數(shù)控裝置制造商和用戶之外的程序供應(yīng)者。4.4.4使用這一開放層次的ONC系統(tǒng)，用戶可在不改變制造4.4.5提供符合國家標(biāo)準(zhǔn)和/或國際標(biāo)準(zhǔn)的接口，能夠接入如：數(shù)據(jù)采集單元、動力(液壓、氣動)或能量(激光、放電電源、等離子源)控制裝置、測量單元及其他與數(shù)控機(jī)4.5ONC系統(tǒng)第三層開放的基本特征和功能用戶能夠使用高級語言對數(shù)控軟件進(jìn)行二次開發(fā)，CNC內(nèi)核系統(tǒng)提供明確定義的回調(diào)函數(shù)或其他5ONC系統(tǒng)基本體系結(jié)構(gòu)功能單元庫配置系統(tǒng)功能單元庫配置系統(tǒng)系統(tǒng)平臺NC硬件NC硬件PLC硬件65.2ONC系統(tǒng)基本體系結(jié)構(gòu)組成5.2.1系統(tǒng)平臺組成5.2.1.1硬件平臺組成ONC系統(tǒng)的硬件平臺建立在NC硬件、PLC硬件、計算機(jī)硬件體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上，支持軟件運(yùn)行的5.2.1.2軟件平臺組成5.2.1.2.1操作系統(tǒng)5.2.1.2.2ONC應(yīng)用編程接口ONC應(yīng)用編程接口為ONC應(yīng)用軟件調(diào)用系統(tǒng)功能的通道。它應(yīng)含有實(shí)現(xiàn)功能模塊之間互操作的應(yīng)5.2.2ONC應(yīng)用軟件ONC應(yīng)用軟件是以模塊化的結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)專門領(lǐng)域的功能要求的軟件。應(yīng)用軟件通過應(yīng)用編程接口可5.2.3配置系統(tǒng)ONC配置系統(tǒng)是存在于ONC系統(tǒng)中的軟件。它5.2.4通信系統(tǒng)ONC通信系統(tǒng)包括內(nèi)部通信和外部通信。內(nèi)部通信完成ONC內(nèi)部軟件功能模塊之間，數(shù)控裝置與5.2.4.1ONC通信系統(tǒng)的主要功能75.2.4.2ONC通信系統(tǒng)要求8A.1數(shù)控系統(tǒng)基本體系結(jié)構(gòu)的,也可以通過設(shè)備驅(qū)動程序使之與操作系統(tǒng)運(yùn)動控制、傳感器控制、離散I/O點(diǎn)控制、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)接口。系統(tǒng)開發(fā)集成環(huán)境提供用戶動態(tài)構(gòu)自行開發(fā)的，或由系統(tǒng)軟件提供的軟件實(shí)現(xiàn)A.1.1硬件體系結(jié)構(gòu)A.1.1.1集中式PC數(shù)控體系運(yùn)動控制卡（DSP、MCU)并口運(yùn)動控制卡（DSP、MCU)并口連接器PCI總線伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)PLC圖A.1集中式數(shù)控系統(tǒng)體系參考架構(gòu)9制卡上的DSP或MCU來實(shí)現(xiàn)。開發(fā)者可以通過A.1.1.2分布式（工業(yè)以太網(wǎng)總線式）體系結(jié)構(gòu)并將控制指令以報文的形式發(fā)送給底層工業(yè)以太網(wǎng)總線伺服及I/O接口模塊，同時，底層傳感器采樣以及伺服的反饋結(jié)果通過工業(yè)以太網(wǎng)總線返回給計算機(jī)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖A工業(yè)控制器工業(yè)以太網(wǎng)總線I/O接伺服主軸工業(yè)以太網(wǎng)總線伺服編碼器開關(guān)執(zhí)行器A.1.2軟件體系結(jié)構(gòu)如圖A.3所示，在硬件平臺之上，數(shù)控軟件可分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩類。其中，系統(tǒng)軟件提供HMI部分的內(nèi)容。用戶應(yīng)用戶應(yīng)用軟件集成開發(fā)環(huán)境平臺模塊庫系統(tǒng)軟件系統(tǒng)硬件用戶操作人機(jī)交互工作日志程序編輯狀態(tài)監(jiān)控人機(jī)交互工作日志程序編輯狀態(tài)監(jiān)控工藝規(guī)劃/運(yùn)動規(guī)劃工藝包指令解析任務(wù)調(diào)度指令解析任務(wù)調(diào)度刀補(bǔ)API實(shí)時運(yùn)動控制算法UA八 運(yùn)動學(xué)動力學(xué)模型優(yōu)化UA八 運(yùn)動學(xué)動力學(xué)模型優(yōu)化軌跡規(guī)劃交叉耦合碰撞檢測SoftPLC實(shí)時視覺GenICam通信協(xié)議OPGlinkEtherMAC…EthernetOPGlinkEtherMAC…Ethernet數(shù)控機(jī)床控制及狀態(tài)變量字典EtherCATGigeEVision操作系統(tǒng)Windows+RTExtension/Linux+RTExtension硬件平臺X86X86硬件平臺ARM硬件平臺圖A.3數(shù)控軟件的模塊劃分A.2接口和接口操作協(xié)議因?yàn)榻涌谑谴_定一個組件是否適用于應(yīng)用程序的唯一信息源，接口不僅要能夠描述其參數(shù)和函數(shù)structiip_buf//數(shù)控系統(tǒng)的{//ICMD_RAPID：快速移動//ICMD_CW：順時針圓弧//ICMD_HOME：回零//ICMD_TAP：攻絲//ICMD_SDIR_RAPID：//IFLAG_SYNCHRO：速度的量綱為每轉(zhuǎn)進(jìn)給,旋轉(zhuǎn)//IFLAG_FINESTOP：精確停止校驗(yàn)//IFLAG_CIRCLE：圓弧//IFLAG_ESC_EN：G31//IFLAG_BLK_BEG：某段G代//IFLAG_BLK_END：某段Gunsignedcmd_axes;//命unsignedout_enable;//輸出structiip_buf*next,*last;///申請指定通道的空閑的緩沖區(qū)if(aIIPBuf==NULL)//申請插補(bǔ)緩沖區(qū)失敗{While(aIIPBuf==NULL)//沒有{//關(guān)于插補(bǔ)器的回調(diào)函數(shù)，請參見下文if((*xxx->echo_to_ppi)(xxx->ch_//再次申請指定通道的空閑的緩沖區(qū)allPbuf=iip_get_buf(CurrentC}//設(shè)置插補(bǔ)命令aIIPbuf->cmd=ICMD_LINE//設(shè)置插補(bǔ)標(biāo)志x=IFLAG_BLK_BEG十IFLAG_B1.K_END；//本插補(bǔ)數(shù)據(jù)為if(g[14]==95)//第十四if(g[12]==61||g0==60||g0==9)//精確停止aIIPbuf->m=7；//M代碼：打開切削液aIIPbuf->s=1000；//主aIIPbuf->cmd_axes=0；/aIIPbuf->out_enable=TotalAxes；//哪些軸可以{}{}aIIPbuf->data.normal.flong=1000；//運(yùn)動//每個軸的進(jìn)給增量aIIPbuf->pinc[0]=l}sig為信息值，sig=sig_h*256+sig_1sig_h=1為開始標(biāo)志，sig_h{inti=sig&0xff；//信息值{}}//設(shè)置插補(bǔ)器的回調(diào)函數(shù)intiip_set_mode(intch_no,//intfar(*echo_func)(intch_no,//刀起動或停止插補(bǔ)器voidiip_start(intch_no,//通道號intstart);//起動或停止//停止插補(bǔ)器voidiip_stop(intch_no);//通道號//停止運(yùn)行時,保存插補(bǔ)器斷點(diǎn)//返回：保存斷點(diǎn)所需的空間大小(單位為字節(jié))//如果第二個參數(shù)buf值為NULI,則返回保存斷點(diǎn)所需的空間大小//否則該函數(shù)將保存斷點(diǎn)到buf,并返回所保存的字節(jié)數(shù)//恢復(fù)插補(bǔ)器斷點(diǎn)//返回：-1,所給的斷點(diǎn)數(shù)據(jù)出錯;其他：正確int_Cdecliip_load(intch_no,///清掉插補(bǔ)器的插補(bǔ)數(shù)據(jù)voidiip_clear(intch_no,//通道號//m=0,只清掉不是運(yùn)行狀態(tài)的所有插補(bǔ)數(shù)據(jù)//m=1,清掉所有插補(bǔ)數(shù)據(jù)//m=2,清掉所有插補(bǔ)數(shù)據(jù)及運(yùn)行模態(tài)//判斷指定通道的插補(bǔ)器是否空閑//判斷指定通道的插補(bǔ)器是否可以循環(huán)起動intiip_cycle_enable(intch_no);//通道號//取指定通道的插補(bǔ)器運(yùn)行狀態(tài)//返回：0：停止運(yùn)行//2：正//3：運(yùn)行中遇到重新對準(zhǔn)命令//4：運(yùn)行中//<0：出錯即運(yùn)行不允許//判斷指定通道的插補(bǔ)緩沖區(qū)是否為空//返回：//取指定通道存在軸的當(dāng)前指令位置到數(shù)組pos[9]中Void_Cdecliip_get_pcmd(intch_no,//通道號//取得指定通道的當(dāng)前的執(zhí)行段的終點(diǎn)位置Void_Cdecliip_get_dest(intch_no,//通道號A.3數(shù)控底層平臺數(shù)控底層平臺將根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)載入離散點(diǎn)I/O控制、傳感器、運(yùn)動控制器、各數(shù)控設(shè)備的驅(qū)動程序系統(tǒng)，數(shù)控底層將不再需要操作系統(tǒng)具有硬實(shí)時功能，即不需要操作系統(tǒng)提供實(shí)時多任務(wù)API的接口。A.4操作系統(tǒng)平臺、通信系統(tǒng)允許應(yīng)用控制系統(tǒng)建立在不同的操作系統(tǒng)平臺之上，并能實(shí)現(xiàn)不同操作平臺上的兩模塊的相互對USB接口、RS232/242串口、CPU、硬盤、數(shù)字量輸gLink-||BUSB2.0RS485通訊接口16路通用輸出（Y0:00-03高基于網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動控制卡的數(shù)控系統(tǒng)硬件架構(gòu)見圖人機(jī)界面數(shù)字量輸入數(shù)字量輸入手搖輪輔助編碼器智能相機(jī) gLink-I數(shù)字量輸入數(shù)字量輸入手搖輪輔助編碼器智能相機(jī) gLink-IEthernet網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動控制卡多軸運(yùn)動控制模塊總線式多軸驅(qū)動器脈沖、模擬量驅(qū)動器+電機(jī)伺服電機(jī)+編碼器gLink-II/EtherCAT多軸運(yùn)動控制模塊總線式多軸驅(qū)動器脈沖、模擬量驅(qū)動器+電機(jī)伺服電機(jī)+編碼器總線式單軸驅(qū)動器伺服電機(jī)+編碼器工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)代碼解釋用戶交互軌跡規(guī)劃運(yùn)動方程工業(yè)以太網(wǎng)通信API可應(yīng)用于數(shù)控實(shí)時多任務(wù)操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)見工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)代碼解釋用戶交互軌跡規(guī)劃運(yùn)動方程工業(yè)以太網(wǎng)通信API非實(shí)時域工藝規(guī)劃工藝規(guī)劃用戶空間實(shí)時域共享內(nèi)存共享內(nèi)存PLC運(yùn)動控制內(nèi)核PLC工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議驅(qū)動運(yùn)動控制內(nèi)核軌跡規(guī)劃運(yùn)動方程PLC……工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議驅(qū)動運(yùn)動控制內(nèi)核軌跡規(guī)劃運(yùn)動方程PLC……小端口驅(qū)動小端口驅(qū)動PC硬件PC/IPCPC/IPC在標(biāo)準(zhǔn)PC硬件的支持下，其軟件架構(gòu)分為實(shí)時域和非實(shí)時域兩部分，分別處理實(shí)時任務(wù)和非實(shí)時只有NK.exe為WinCE操作系統(tǒng)的內(nèi)核。WinCE5.0的最小內(nèi)核的優(yōu)先級和處理器優(yōu)先級上，除中斷例程外在WinCE嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)中，開發(fā)者通過調(diào)用提供底層協(xié)議驅(qū)動函數(shù)調(diào)用接口，從設(shè)備制造商可的實(shí)時性，數(shù)控內(nèi)核可以通過直接調(diào)用內(nèi)核層小端口驅(qū)動的方式實(shí)現(xiàn)工業(yè)數(shù)控實(shí)時多任務(wù)WinCE操作系統(tǒng)提供了GWES組件，為用戶提供有訪問。在權(quán)限允許時，消息隊列的信息傳遞是使用共享內(nèi)存是運(yùn)行在同一計算機(jī)上的進(jìn)程進(jìn)行進(jìn)程間通信的最快方法。其中的一個進(jìn)程創(chuàng)建一享內(nèi)存的同一個數(shù)據(jù)單元。在權(quán)限允許時，共享內(nèi)存的信息傳遞起進(jìn)程的執(zhí)行,甚至殺死進(jìn)程，信號由系統(tǒng)定義。但用戶可以定義信號的信號處理函數(shù)。信號由用戶進(jìn)當(dāng)線程需要某一特別的資源時，它將與此資源相對應(yīng)套接字（socket）是使用文件描述符（f的一種特殊的文件，就像是雙向的管道，數(shù)據(jù)通過socket接口進(jìn)行傳輸，用法類似于普通文件的調(diào)用。卸載和跟蹤已經(jīng)加載的驅(qū)動及其接口等，它由內(nèi)核加載并連續(xù)運(yùn)行，數(shù)控實(shí)時多任務(wù)Linux操作系統(tǒng)可使用交互方式、菜單方式、圖形方式對構(gòu)造核心進(jìn)行配置，選擇實(shí)現(xiàn)核心中各種功能，如網(wǎng)絡(luò)支持、塊設(shè)備字符設(shè)備支持、IPC支持，以及各種核心模塊C.6可應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)的實(shí)時多任務(wù)Wi可使用Visualstudio開發(fā)WinCEAPI。通過創(chuàng)建WinCE智能設(shè)備項目并選擇對應(yīng)版本的CompactFramework，即可通過C/C++進(jìn)行應(yīng)用編程接口的注1：虛擬機(jī)(VirtualMachine)是對操作系統(tǒng)功能的抽象和模擬，為應(yīng)用程序提供統(tǒng)一的編程環(huán)境和注2：組件(ComponentandComponentLibrary)是符合標(biāo)準(zhǔn)的、已被編譯、鏈接、可以獨(dú)立存在的組成部分。在組件技術(shù)的支持下，應(yīng)用程序可以被分三維刀具半徑補(bǔ)償組件組件技術(shù)提供了構(gòu)建可定制的應(yīng)用程序框架的規(guī)范。在需要對應(yīng)用程序進(jìn)行局部功能的升級或修三維刀具半徑補(bǔ)償組件插補(bǔ)組件插補(bǔ)組件二維刀具半徑補(bǔ)償組件邏輯控制組件圖E.1在組件技術(shù)的支持下將二維刀具半徑補(bǔ)償替換成三維刀具半徑補(bǔ)償組件庫插補(bǔ)組件插補(bǔ)組件插補(bǔ)組件組件庫插補(bǔ)組件插補(bǔ)組件插補(bǔ)組件插補(bǔ)組件插補(bǔ)組件二維刀具半徑補(bǔ)償組件邏輯控制組件應(yīng)用軟件可以通過組件技術(shù)被劃分為位于遠(yuǎn)程的功能組件，例如某些用于數(shù)控裝置診斷和監(jiān)控的專家系統(tǒng)組件。如圖D.3所示。遠(yuǎn)程專家系統(tǒng)被放到同一廣域網(wǎng)的遠(yuǎn)地機(jī)器上，數(shù)控裝置上專家系統(tǒng)被寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成熟的條件下，數(shù)控裝置軟件可以以某種租賃的方式將服務(wù)器上的組件提供給遠(yuǎn)程的客戶使用，真正實(shí)現(xiàn)用戶隨時根據(jù)需要從服務(wù)商處定制注：中間件（Middleware）是指系統(tǒng)為運(yùn)行組件而自動生成的軟件模塊，實(shí)現(xiàn)組件廣域網(wǎng)遠(yuǎn)程診斷廣域網(wǎng)遠(yuǎn)程診斷插補(bǔ)組件邏輯控制組件插補(bǔ)組件邏輯控制組件刀補(bǔ)組件遠(yuǎn)程診斷組件接口數(shù)控系統(tǒng)軟件D.1.2開放式應(yīng)用軟件的編程模型—“服務(wù)器—中間件—用戶”據(jù)類型。根據(jù)這些元數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以自動產(chǎn)生中間件，完成接口數(shù)據(jù)面向中間件編程模型中的中間件也可以想象成組件的代理組件，中間件在系統(tǒng)管理員控制下由操作系統(tǒng)生成，圖D.4為中間件的運(yùn)行環(huán)境示意圖。中間件可以為空，這時用戶程序與服務(wù)組件運(yùn)行于同模塊模塊客戶端程序模塊模塊組件模塊離了對組件的直接訪問，因此可以提供機(jī)制，模塊模塊客戶端程序模塊模塊組件模塊模塊模塊模塊模塊模塊模塊模塊模塊代理組件中間件技術(shù)作為編程模型,它的應(yīng)用不限于應(yīng)用服務(wù)器。中間件技術(shù)為程序模塊、組件庫、軟件工注3：客戶/服務(wù)器（Client/Ser）；ezCOM組件技術(shù)可實(shí)現(xiàn)在Zyco、Windoa)提供一組創(chuàng)建組件客戶應(yīng)用程序和服務(wù)b)服務(wù)器定位與創(chuàng)建:通過服務(wù)器定位功能，從類標(biāo)識符確定提供該類服務(wù)的二進(jìn)制組件以及服c)遠(yuǎn)程通信服務(wù)程序:組件所存在的運(yùn)行環(huán)境對用戶透明，運(yùn)行環(huán)境包括用戶的線程環(huán)境、進(jìn)程d)元數(shù)據(jù)的建立和維護(hù):提供對解釋程序語言的支持，用戶與接口間的通信也可由組件提供的元注：Zyco是一種嵌入式操作系統(tǒng)。支持組件技術(shù)，進(jìn)程，多線程，32位尋址和虛擬機(jī)存儲。在圖D.6所示的層次結(jié)構(gòu)中，數(shù)控裝置的底層由通用計算機(jī)結(jié)構(gòu)組成，包括通用計算機(jī)硬件平臺和超過通用計算機(jī)字符設(shè)備和塊數(shù)據(jù)設(shè)備的I/O管理范疇。其上是操作系統(tǒng)及專有硬件的設(shè)備驅(qū)動。ONC系統(tǒng)將盡可能地利用通用計算機(jī)平臺上的通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)控裝置間的網(wǎng)絡(luò)通信；充分利用通用計算機(jī)以在操作系統(tǒng)調(diào)度機(jī)制的支持下調(diào)度各功能模塊的運(yùn)行時序。操作系統(tǒng)多任務(wù)調(diào)度機(jī)制僅僅在層次化結(jié)構(gòu)上的功能軟件是平行對等地分布在虛擬機(jī)層之上的。功能間的數(shù)據(jù)處理流程完全由黑箱模型表明數(shù)控裝置最基本的需求關(guān)系:接受本地或遠(yuǎn)程控制者的控制指令或程序，控制過程型設(shè)備(如繼電器，液壓元件、氣動元件、電加工電源等)或運(yùn)動型設(shè)備(如伺服、變頻器等)，同時給控制各子系統(tǒng)與其他子系統(tǒng)均為客戶/服務(wù)器關(guān)系。每個子系統(tǒng)具有一個接受其他子系統(tǒng)服務(wù)請求的接由于數(shù)控裝置控制對象的多樣性，單一的運(yùn)動控制子系統(tǒng)的參考模型不可能覆蓋所有的運(yùn)動控制運(yùn)動控制子系統(tǒng)的基本功能:接受數(shù)控程序文件形式的運(yùn)動指令，或手動操作指令，以及邏輯控制解釋、刀具半徑補(bǔ)償、插補(bǔ)計算、輸出控制和補(bǔ)據(jù)處理過程；能夠方便地被相同功能的模塊(組件)替換。運(yùn)動控制子系統(tǒng)中各模塊(組件)的信息流如圖b)信息窗郵箱：集子系統(tǒng)內(nèi)部信息，接受子系統(tǒng)外部的信息查詢請求;接受其他子系統(tǒng)的同步請有限狀態(tài)機(jī)是描述對象狀態(tài)躍遷的模型方法。該模型包含b)處理過程——對象的行為，包括狀態(tài)變化的過渡過程和系統(tǒng)特定狀態(tài)下持續(xù)的行為。If(state==1&&event12==1){process12();stateElseIf(state==1&&event13==1){process13();state=3;}ElseIf(state==2&&event24==1){process24();state=4;}ElseIf(state==3&&event34==1){process34();state=4;}ElseIf(state==4&&event45==1){process45();state=5;}在ONC系統(tǒng)的參考模型中，將對象模型分為被動運(yùn)行模型和主動運(yùn)行同步任務(wù)請求是指發(fā)送任務(wù)請求的客戶端要等待服務(wù)端任務(wù)執(zhí)行完畢后，才能繼續(xù)客戶端任務(wù)的[version(1.0);uuid(02Oc5127-Oc3b-458a-8b59-c7O388cd32a6)//組件注冊號]componentExpcode//代{typedef[uuid(83362f49-02de-45eb-a191-089095155675)]//數(shù)據(jù)類型注冊號intG_code[10];//Gunsignedintmiscellany;//標(biāo)志位組intT_code;//T代碼doubleFeed_S;//進(jìn)給速度doubleSpindle_S;//doubleLogicAxis[32];//邏輯軸指令，支持每通道3doubleI_code;//I\I\K\intPlaneAxis;//邏輯平面intCutComPlane;//刀補(bǔ)邏輯平面typedef[uuid(addd5669-dab7-436c-9ec4-a4ce3cdfc403)]struct{longTootID;doubletradius;//刀具doubletoffset[3];//刀具偏移量typedef[uuid(6d3Ida99-8370-4aO3-9666-cd9b764a9f99)]+charTaskString[256];//當(dāng)前執(zhí)行intTaskType;//任務(wù)種類即加載的為何種intChannelState;/通道當(dāng)前所處狀態(tài)(暫停、加工中、加速、減速、勻速、加longExSourceLine;//當(dāng)前執(zhí)行源程序行號longExCompileLine;//當(dāng)前執(zhí)行編譯后行號longMovedLength[32];//本程序行該軸移動的longAxiaPosition卯幻聲/各軸目longAxisSpeed[32];//各坐標(biāo)軸longMAxisSpeed仁51;//[uuid(c268deIc-ac5c-4415-ab17-d71795013interfaceIExpcode{//HRESULTExpcodeIn([in]charExplainStr,//解釋源字[in]intFileState,/[out]intExpstate,[outlintExperror)HRESULTJumpLine([out]long'LineNo);//程序跳轉(zhuǎn)請求HRESULTSendState([in]GetAxisStatcMessageOut);//外部查詢時調(diào)HRESULTSendtoolpara([in口gToolparaCTpara}[uuid(39d0469d-8056-4f4b-6423-0215882c8afe),scriptableClassCExpcodel//定義組}[version(1.0),uuid(bbdll651-402a-455e-ab29-Ob931c6c8fOa)//組件注冊號]componentToolcomp//刀具半徑{typedef[uuid(11a85cea-ae3a-43x7-a6c3-6ab288b5568e)]//數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)注冊號struct{longN_code;//intG_code[10];//Gunsignedintmiscellany;//標(biāo)志位組doubleFeed_S;//進(jìn)給速度doubleSpindle_S;//doubleLogicAxis[32];//邏輯軸指令，支持每通道3doubleI_code;//I\J\KV2intPIaneAxis;//邏輯平面代碼編碼intCutCompPlane;//刀補(bǔ)邏輯]}ToolcompData;/刀具半徑補(bǔ)償源數(shù)據(jù)/目標(biāo)數(shù)據(jù)數(shù)typedef[uuid(addd5bb9-dab7-436c-9ec4-a4ce3edfc403)]struct{longToolID;//doubletradius;//刀doubletlength;//刀具長度doubletoffset[3];//刀具[uuid(bd7ab5b4-4d55-4200-ab62-19d4095f5ainterfaceIToolcomp{//刀具半徑HRESULTSetToolpara([in]ToolparaCToolpHRESULTToolCompln(//刀具半徑補(bǔ)償計算輸人[in]ToolcompDataCCdata,//[in]intInstype,//刀具半徑補(bǔ)償類型HRESULTToolCompOut(//刀具半徑補(bǔ)償計算輸出[out]ToolcompData*Intda}[uuid(f95132bl-9342-4086-9965-3d680456c3dc),scriptableClassCToolcomp{//定義組件所}ONC系統(tǒng)定義了在系統(tǒng)內(nèi)部傳輸?shù)南⒏袷?，所有的ONC系統(tǒng)消息都包括一個消息頭，該消息頭pdu[0]ONC系統(tǒng)應(yīng)用編程接口（ONCAPI）內(nèi)部值pdu[1]PduGet|PduConfRequest(0×11)pdu[2]pdu[3]0pdu[4]pdu[5]pdu[6]pdu[…]pdu[0]ONC系統(tǒng)應(yīng)用編程接口（ONCAPI）內(nèi)部值pdu[1]PduGet|PduConfRequest(0×21)pdu[2]pdu[3]pdu[4]pdu[5]pdu[6]pdu[…]pdu[0]ONC系統(tǒng)應(yīng)用編程接口（ONCAPI）內(nèi)部值pdu[1]PduSet|PduConfRequest(0×12)或者PduSet|PduRequest（