傳統(tǒng)封閉結構數控系統(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)在以下幾個方面。（1）由于傳統(tǒng)數控系統(tǒng)的封閉結構，使機床制造廠很難根據自己的實際情況靈活配置數控系統(tǒng)的功能和用戶界面，也很難集成機床制造廠的經驗。（2）功能擴展困難?，F(xiàn)代制造業(yè)要求數控機床在一定的情況下可以進行功能擴展或轉換，以適應新的生產需求，但封閉式體系結構的功能擴展要么是不可能，要么就是耗資巨大。（3）用戶投資的安全性受到威脅。原因有兩個方面：一是系統(tǒng)轉換困難，各生產廠家生產的系統(tǒng)互不兼容，用戶想從一個廠家轉換到另一個廠家是不可能的；二是系統(tǒng)升級困難，制造業(yè)的發(fā)展常常對數控系統(tǒng)提出更高的要求，但封閉式體系結構的升級往往是很困難的。

　?。?）兼容性，能夠兼容市場上提供的各種軟硬件資源；（2）功能柔性，能夠根據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)可以實現(xiàn)和其他應用系統(tǒng)的通信和協(xié)調工作。容易實現(xiàn)CNC系統(tǒng)走向開放式結構，具體來說，基于PC總線的開放式數控系統(tǒng)具有以下優(yōu)點。（1）給用戶保留了一個完整的操作系統(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；使用PC豐富的軟件環(huán)境，可以把系統(tǒng)的用戶界面設計得非常友好，使產品更加接近人機工程的要求。（2）PC成熟的硬件技術可減少開發(fā)者硬件開發(fā)、調試和維護費用，縮短開發(fā)周期。同時用戶有更多的硬件可供選擇，避免了采用專用機的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)的服務和維修成本；同時當計算機的先進技術可供使用時，這些技術對CNC用戶也可用。（4）使CNC具有開放式的體系結構，給FMS和CIMS的集成工作帶來方便，不僅可以在工廠環(huán)境內集成，而且可以通過計算機網絡實現(xiàn)與其他工作場地的集成?；谝陨峡紤]，數控雕刻系統(tǒng)的總體方案采用PC作為硬件平臺，自行開發(fā)基于PC總線的運動控制卡，合理選擇步進電機及驅動單元；采用Windows操作系統(tǒng)作為軟件平臺，用VisualC++開發(fā)應用程序。

　　硬件的總體設計許多設計人員贊成采用雙CPU或多CPU結構，目的是提高系統(tǒng)控制的實時性，以及任務的模塊化。雖然多機系統(tǒng)有它的優(yōu)勢，但同時也存在著一些缺點，如CPU之間的任務需要協(xié)調，相互之間需要數據通信，使硬件設計變得復雜；且往往需要采用不同語言進行編程，使軟件設計工作量增加，從而增加了開發(fā)的難度。多機系統(tǒng)由于在相互協(xié)調及數據通信方面需要增加額外的開銷，實際運行效率并沒有我們想象的那么高。由于PC的運算速度越來越快，加上采用硬件中斷的方法實現(xiàn)控制周期的定時，這樣僅采用PC內部的CPU完全能夠實現(xiàn)數控系統(tǒng)的要求。下面簡要介紹本系統(tǒng)的硬件總體設計。本系統(tǒng)采用PC總線工業(yè)控制機，借助自行研制的運動控制卡，選取適當的步進電機驅動單元，從而實現(xiàn)X、Y、Z軸的步進電機的控制。