傳統封閉結構數控系統的局限性傳統封閉式系統有很多局限性，主要表現在以下幾個方面。（1）由于傳統數控系統的封閉結構，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。現代制造業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：一是系統轉換困難，各生產廠家生產的系統互不兼容，用戶想從一個廠家轉換到另一個廠家是不可能的；二是系統升級困難，制造業的發展常常對數控系統提出更高的要求，但封閉式體系結構的升級往往是很困難的。

　　（1）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功能；（3）通信功能，系統可以實現和其他應用系統的通信和協調工作。容易實現CNC系統走向開放式結構，具體來說，基于PC總線的開放式數控系統具有以下優點。（1）給用戶保留了一個完整的操作系統環境（如Windows），使用戶可以利用操作系統提供的各種資源，*大限度地發揮PC的特點；使用PC豐富的軟件環境，可以把系統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者硬件開發、調試和維護費用，縮短開發周期。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，使系統更新換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，不僅可以在工廠環境內集成，而且可以通過計算機網絡實現與其他工作場地的集成。基于以上考慮，數控雕刻系統的總體方案采用PC作為硬件平臺，自行開發基于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操作系統作為軟件平臺，用VisualC++開發應用程序。

　　硬件的總體設計許多設計人員贊成采用雙CPU或多CPU結構，目的是提高系統控制的實時性，以及任務的模塊化。雖然多機系統有它的優勢，但同時也存在著一些缺點，如CPU之間的任務需要協調，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，從而增加了開發的難度。多機系統由于在相互協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控制周期的定時，這樣僅采用PC內部的CPU完全能夠實現數控系統的要求。下面簡要介紹本系統的硬件總體設計。本系統采用PC總線工業控制機，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X、Y、Z軸的步進電機的控制。