随着自动化技术的发展，为实现计算机控制的设备轨迹运动，伺服电机控制装置(步进、交流、直流)已越来越多地用于工业自动化设备的控制。过去这类伺服电机控制装置的制造一直被FANUC，SIEMENS等几家大公司所垄断。由于各公司的控制策略不同，造成各公司的数控设备开放性差，升级、扩展和维护困难。随着CNC技术更多地进入分布式控制系统和FMS，这种相对封闭的数控系统构成方式已不能适应用户对设备开放性、互换性和扩展性方面的需要，开放式运动控制技术便应运而生。
1 开放式运动控制器的特点
根据IEEE的定义，“一个开放式系统提供了使合理实现的应用程序运行于来自多个控制供应商的不同平台上及与其他系统应用互操作的能力，并且具有一个用来与用户交互的持续的风格”。开放式控制系统作为开放式系统的一种，也具有后者相应的特征：
(1)硬件独立于特定的供应商，即用户可以在较大范围内选择控制器供应商。
(2)模块化的拓扑结构和标准化的接口，即控制系统开发商和用户可以根据自己需要，利用已有模块或按照标准来定义自有模块，模块间通过标准化接口通讯而迅速组建专用控制系统。
(3)系统能够直接运行第三方应用软件，如多轴CNC、CAD/CAM、数据库软件。
实现开放性、互换性、可移植性和扩展性是开放式运动控制技术的主要研究内容。根据常用伺服电机的类型，运动控制器从控制对象上主要分为步进电机型、DC直流伺服型和AC交流伺服型；从总线形式上主要分为ISA接口、PCI接口、VME接口、RS232接口和USB接口；从总体结构上主要分为PC插卡式和网络式。一个运动控制器从硬件上可以实现一到多个坐标轴的位置、速度伺服控制，从软件上其配有功能完备的伺服控制软件，具有完善的运动轨迹插补功能和软件伺服控制功能且能方便地与机床、机器人等设备联接，用它可以迅速地建立高层应用程序与机床或机器人等设备之间的控制以及测试数据交换。它具有开发使用简单、互换性强的特点，采用运动控制器将明显缩短新产品的研发周期，有利于使用者创造自己的名牌产品，特别适合设备制造商采用OEM方式的需求。从其发展趋势看，开放式运动控制器将成为未来数控系统的核心部件。
2 运动控制器的研究、应用状况
在美国，运动控制器产品的应用遍及从数控机床、大规模集成电路焊接设备、磁盘驱动、包装机械、纺织机械到木材加工设备等多个领域。可以说，只要有伺服电机应用的场合都会用到运动控制器。1998年，美国有200余家公司从事运动控制器软硬件产品的制造，运动控制器产品的销售额超过20亿美元，与1997年相比增长率在30%以上。著名的运动控制器制造商有Delta Tau,Galil,DMC,Aerotech,Tech80等。开放式运动控制器在美国被誉为新一代的工业控制器。在日本，开放式运动控制器被认为将带来第三次工业革命，并预测其应用的普遍性将与目前广泛应用的PLC类似。美国还专门成立了美国运动控制器工程师协会(AIME)，由此也不难看出运动控制技术的重要性。
在国际上，运动控制技术的研究是从80年代后期开始的，早在1989年，美国政府为了减少大型制造设备(数控机床、加工中心等)对日本控制器(FANUC，OMRON)的依赖性，就成立了“国家制造科学中心”，制定了下一代机器控制器(Next Generation Machine Controller,简称NGC)的研究计划，目标是开发能用于CAD/CAM和多传感器信息集成的商业化机床控制环境软件平台。该计划研究的结果就形成了有助于工业运动控制器产品标准化的开放式系统结构标准规范(NGC-SOSAS)。
随着NGC-SOSAS的完成，一些发达国家的工业和研究部门也相继制定了开放式运动控制技术的研究计划。如欧共体为提高欧洲机床生产商和控制器开发商在世界市场上的竞争力，1990年制定了联合研究计划Open System Architecture for Control Within Automation(OSACA),其目的是制定一个独立于硬件开发商的能适用于大多数工业控制器的开放式体系结构规范，以提高控制系统的柔性，减少用户OEM制造过程中的培训、开发和维护费用。日本的六大公司(Toshiba、Toyada、Mazak机床公司、日本IBM、三菱、SML电气公司)于1995年也联合制定了“控制器开放式系统环境”的研究计划，目的是为工厂自动化设备和控制器的制造提供一个开放性的体系结构规范。
在国际上，美国对开放式运动控制技术的研究最为重视，在NGC计划完成的基础上，又针对开放式运动控制技术制定了多个国家级研究计划，如美国国家标准局(NIST)的“增强型运动控制器”(Enhanced Machine Controller)研究计划；美国空军的OASYS计划；美国能源部资助的ICON计划和TEAM项目。其中TEAM项目的目的是建立三个用于不同设备控制的开放式结构圆形平台。从这些计划可以看出美国对开放式运动控制技术的重视程度，这也是美国运动控制产品能占有世界运动控制器市场份额80%以上的主要原因。
3 我们的对策
与国外相比，我国还没有一个企业专门从事控制器软硬件产品的制造。运动控制技术及产品的研究与开发仍未得到研究单位、高等院校的重视。据不完全统计，我国每年从美国进口的运动控制产品的费用约6000万元。面对这种形势，我们应积极开展开放式数控技术的研究，否则将会严重影响我国的数控产品在国内、国际市场上的竞争力，使我国目前已为数不多的数控设备制造商由于经受不起国外新一代开放式运动控制产品的冲击而面临更加严峻的局面。
开放式运动控制器以其技术的先进性和应用的灵活性，在国外已为广大用户所接受，成为传统数控系统的换代产品。运动控制器在国外已进入普遍开发阶段，在我国则尚属空白。目前，国内对运动控制技术产品的需求量较大，国外部分运动控制器产品已进入国内市场，其价格昂贵。积极开发我们自己的运动控制器产品具有很重要的经济价值和广阔前景。因此，十分有必要开展开放式运动控制理论与技术的研究，以促进我国未来运动控制器产品和新一代以PC为基础的开放式数控产品的开发。
首先，要引起各方面的重视，特别是政府参与制定相关的研究发展计划。
第二，参与研究计划的成员范围要广，既要有科研院所等研究机构，又要有生产企业，还要有最终用户。只有这样，才能保证研究成果切实符合我国国情，具有真正的开放性。
第三，既要吸收借鉴世界上已有的开放式控制协议中先进的成分，象OSACA，OSEC，OMAC等，又要立足本国，提出具有自己特色的协议，且不可照办照抄。
第四，基于生产一代、研究一代、设想一代的原则，既要用符合我国国情的控制器产品占领市场，又要研究符合世界发展潮流的先进技术。
