近幾年，微型計算機和大規(guī)模集成電路制造技術的高速發(fā)展，推動了各行各業(yè)的發(fā)展。隨著微型計算機的廣泛應用，達到了能在惡劣環(huán)境下工作的理念。而在數控系統(tǒng)的開發(fā)和研制中，各部分的功能也發(fā)生了根本性的變化。特別是在數字化、信息化快速發(fā)展的今天，微型計算機系統(tǒng)在數控系統(tǒng)的開發(fā)中起著巨大的作用。但結合微型計算機的發(fā)展速度和應用場合，數控技術的發(fā)展還是滯后于微型計算機的發(fā)展，所以數控系統(tǒng)和數控產業(yè)的發(fā)展要積極跟上。基于這種思想，讓人們認識到微型計算機在數控系統(tǒng)中的作用，以及怎樣充分利用微型計算機的功能，實現數控系統(tǒng)通用化和信息化。1 問題的提出

　　進入21世紀，隨著通用型微型計算機的發(fā)展和普及以及許多國家對嵌入式微型計算機技術的大量投入，加快了其發(fā)展速度，從而使得這種設計理念在數控系統(tǒng)中得到廣泛的應用，很好的解決了數控系統(tǒng)中的設計問題。然而數控的推廣很重要，即如何將數控產品推向市場，為此必須將數控產品通用化、信息化和網絡化。

2 微型計算機在數控系統(tǒng)中的發(fā)展

　　2.1 數控系統(tǒng)高的可靠性

　　數控系統(tǒng)的可靠性是數控機床質量的一項關鍵指標，常以平均無故障工作時間來衡量。隨著新一代數控的研制成功，其平均無故障工作時間已長達十年以上。

　　2.2 加強標準化和開放性

　　因為基于微型計算機的開放式數控系統(tǒng)已不斷適應制造業(yè)的發(fā)展需要，硬件的體系結構和功能模塊就應該具有兼容性。比如許多硬件設施的模塊化，這樣便于購買和安裝，為用戶提供一個良好的使用環(huán)境。

　　2.3 網路數控的發(fā)展

　　在數控系統(tǒng)上開發(fā)多個通信接口和多級通信功能滿足進線和聯(lián)網的不同要求，使之不僅具有串行，DNC點對點的通信技術，還支持各種專用的網絡操作。

　　2.4 數控系統(tǒng)的智能化

　　數控系統(tǒng)的智能化程度和微型計算機的應用是密切關聯(lián)的，而使數控系統(tǒng)的智能化要求已發(fā)展到如下幾個方面：

　　（1） 利用自適應數控技術，從加工中檢測必要的信息，半自動調整系統(tǒng)有關參數，改善系統(tǒng)的運行狀態(tài)，達到最佳的運行。

　　（2） 建立工藝參數數據庫指導加工，并帶有邏輯控制的神經網絡系統(tǒng)。

　　（3） 各種伺服驅動裝置的反饋控制，以及負載的自動適應過程。

　　（4） 由微型計算機智能自動化編程。

3 微型計算機在數控系統(tǒng)中的應用

　　3.1 數控系統(tǒng)由專用數控到開放型數控的轉型

　　基于微型計算機設計的一種開放型數控，基本上機構是PC+NC，這種方式是將通用微型計算機與數字控制平臺連接在一起構成前后臺結構，形成多機、多過程數控系統(tǒng)這樣可以充分利用微型計算機的軟件和硬件資源實現數控系統(tǒng)由專用數控到開放型數控的轉型。

　　PC+NC體系結構：將通用微型計算機嵌入到數控系統(tǒng)之中構成的典型的前臺和后臺結構，這里的PC是指不需要改造的通用微型計算機，NC就是數控技術（numerical control） ，硬件結構見圖1。

　　這種典型的前后臺結構就是在單機數控系統(tǒng)的基礎上實現的，它是通過高速通信模板與微型計算機互聯(lián)構成的。這里所應用的是在單機CNC中對微型計算機的通用化進行改造，形成基于計算機的單機CNC系統(tǒng)。

　　3.2 PC+NC系統(tǒng)對微型計算機性能的要求

　　系統(tǒng)設計時充分遵循以下4個方面的要求并提出改造：

　　（1） 實時運行的適應性要求

　很多數控系統(tǒng)在MDOS環(huán)境下運行會出現死機情況，對于這種情況我們可以在DOS的基礎上增加實時、多任務操作系統(tǒng)，增加線程等等，或對硬件進行改造。

　　（2） 可維護性的適應性要求

　　由于通用微型計算機都是以臺式機結構為基礎，極不適應以箱體結構為基礎的控制系統(tǒng),還有各種模板的尺寸，規(guī)格不一,無法達到控制要求。所以要對其進行機械特性 的改造，以提高可維護性。

　　（3） 工業(yè)運行環(huán)境的適應性要求

　　采用通用計算機在工業(yè)環(huán)境下運行不可靠，而在數控系統(tǒng)中的環(huán)境更惡劣，所以在采用微型計算機的許多優(yōu)點的時候，同時也要提高微型計算機的可靠性、電磁兼容性、抗震性和耐高溫等性能。

　　（4） 機電一體化要求

　　對數控系統(tǒng)的人機界面和各種控制面板提出要求，以適應機電一體化。控制面板可以選擇二種結構，一是：水平式結構，CRT和鍵盤在水平方向排列。二是：垂直式結構，CRT和鍵盤在垂直方向排列。這結構之間應具有兼容性。

　　3.3 利用計算機網絡技術使得數控系統(tǒng)的信息化和網絡化

　　隨著計算機網絡技術的飛速發(fā)展，網絡化數控已經成為現代制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。數控系統(tǒng)與系統(tǒng)外的監(jiān)控計算機通過網絡連接，實現對設備的遠程控制和無人化操作、遠程加工程序傳輸、遠程診斷和維修服務等等，這可以大大提高生產效率和設備的利用率。

　　針對這種情況，開發(fā)一種基于微型計算機和局域網的數控系統(tǒng)的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，這樣就可以使用簡單的普通的微型計算機、網卡、雙絞線、集線器，及實現了實時監(jiān)控數控系統(tǒng)的加工狀態(tài)、遠程控制數控機床暫停、恢復加工和改變加工速率等等功能。

　　（1） 系統(tǒng)的外圍網絡結構設計

　　系統(tǒng)由一臺監(jiān)控計算機、若干臺開放式數控系統(tǒng)、網絡硬件和遠程監(jiān)控軟件組成，由于監(jiān)控對象是工業(yè)現場正在加工的數控機床，我們要設計一個通過廣域網和局域網，并采用星型網絡結構和“C／S運行模式，使用TCP／IP協(xié)議。系統(tǒng)如圖2所示。

　　（2）遠程監(jiān)控系統(tǒng)軟件的實現

　　遠程監(jiān)控軟件包括監(jiān)控端（監(jiān)控計算機）軟件和受控端（數控機床）軟件。監(jiān)控端軟件的功能是：連接到網內任意一臺受控機床，接受受控端得到的實時加工狀態(tài)和加工信息，以及向受控端發(fā)出控制命令。受控端的軟件功能是：向監(jiān)控端傳輸實時狀態(tài)信息和執(zhí)行其他操作。下面是它們2種軟件的算法流程圖。最后通過程序語言實現。

監(jiān)控端流程圖  受控端流程圖

圖3 遠程監(jiān)控軟件流程圖

4 結束語

　　為促進我國數控產業(yè)的進一步提高，加快對數控技術人才的培養(yǎng)，我們要抓好職業(yè)教育，做到微型計算機與數控系統(tǒng)的有機結合，為我國數控生產線的全自動化做好充分準備。