傳統(tǒng)封閉結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)的局限性傳統(tǒng)封閉式系統(tǒng)有很多局限性，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。（1）由于傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)的封閉結(jié)構(gòu)，使機(jī)床制造廠很難根據(jù)自己的實(shí)際情況靈活配置數(shù)控系統(tǒng)的功能和用戶界面，也很難集成機(jī)床制造廠的經(jīng)驗(yàn)。（2）功能擴(kuò)展困難?，F(xiàn)代制造業(yè)要求數(shù)控機(jī)床在一定的情況下可以進(jìn)行功能擴(kuò)展或轉(zhuǎn)換，以適應(yīng)新的生產(chǎn)需求，但封閉式體系結(jié)構(gòu)的功能擴(kuò)展要么是不可能，要么就是耗資巨大。（3）用戶投資的安全性受到威脅。原因有兩個(gè)方面：一是系統(tǒng)轉(zhuǎn)換困難，各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的系統(tǒng)互不兼容，用戶想從一個(gè)廠家轉(zhuǎn)換到另一個(gè)廠家是不可能的；二是系統(tǒng)升級(jí)困難，制造業(yè)的發(fā)展常常對(duì)數(shù)控系統(tǒng)提出更高的要求，但封閉式體系結(jié)構(gòu)的升級(jí)往往是很困難的。

　?。?）兼容性，能夠兼容市場(chǎng)上提供的各種軟硬件資源；（2）功能柔性，能夠根據(jù)用戶的要求通過增加或減少模塊來增減系統(tǒng)功能；（3）通信功能，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)和其他應(yīng)用系統(tǒng)的通信和協(xié)調(diào)工作。容易實(shí)現(xiàn)CNC系統(tǒng)走向開放式結(jié)構(gòu)，具體來說，基于PC總線的開放式數(shù)控系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)。（1）給用戶保留了一個(gè)完整的操作系統(tǒng)環(huán)境（如Windows），使用戶可以利用操作系統(tǒng)提供的各種資源，*大限度地發(fā)揮PC的特點(diǎn)；使用PC豐富的軟件環(huán)境，可以把系統(tǒng)的用戶界面設(shè)計(jì)得非常友好，使產(chǎn)品更加接近人機(jī)工程的要求。（2）PC成熟的硬件技術(shù)可減少開發(fā)者硬件開發(fā)、調(diào)試和維護(hù)費(fèi)用，縮短開發(fā)周期。同時(shí)用戶有更多的硬件可供選擇，避免了采用專用機(jī)的CNC在更換硬件方面的限制，使系統(tǒng)更新?lián)Q代的速度加快而成本降低。（3）可以增加使用者的配置靈活性，減少系統(tǒng)的服務(wù)和維修成本；同時(shí)當(dāng)計(jì)算機(jī)的先進(jìn)技術(shù)可供使用時(shí)，這些技術(shù)對(duì)CNC用戶也可用。（4）使CNC具有開放式的體系結(jié)構(gòu)，給FMS和CIMS的集成工作帶來方便，不僅可以在工廠環(huán)境內(nèi)集成，而且可以通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與其他工作場(chǎng)地的集成?；谝陨峡紤]，數(shù)控雕刻系統(tǒng)的總體方案采用PC作為硬件平臺(tái)，自行開發(fā)基于PC總線的運(yùn)動(dòng)控制卡，合理選擇步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)單元；采用Windows操作系統(tǒng)作為軟件平臺(tái)，用VisualC++開發(fā)應(yīng)用程序。

　　硬件的總體設(shè)計(jì)許多設(shè)計(jì)人員贊成采用雙CPU或多CPU結(jié)構(gòu)，目的是提高系統(tǒng)控制的實(shí)時(shí)性，以及任務(wù)的模塊化。雖然多機(jī)系統(tǒng)有它的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也存在著一些缺點(diǎn)，如CPU之間的任務(wù)需要協(xié)調(diào)，相互之間需要數(shù)據(jù)通信，使硬件設(shè)計(jì)變得復(fù)雜；且往往需要采用不同語言進(jìn)行編程，使軟件設(shè)計(jì)工作量增加，從而增加了開發(fā)的難度。多機(jī)系統(tǒng)由于在相互協(xié)調(diào)及數(shù)據(jù)通信方面需要增加額外的開銷，實(shí)際運(yùn)行效率并沒有我們想象的那么高。由于PC的運(yùn)算速度越來越快，加上采用硬件中斷的方法實(shí)現(xiàn)控制周期的定時(shí)，這樣僅采用PC內(nèi)部的CPU完全能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的要求。下面簡(jiǎn)要介紹本系統(tǒng)的硬件總體設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)采用PC總線工業(yè)控制機(jī)，借助自行研制的運(yùn)動(dòng)控制卡，選取適當(dāng)?shù)牟竭M(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，從而實(shí)現(xiàn)X、Y、Z軸的步進(jìn)電機(jī)的控制。