近幾年，微型計算機和大規(guī)模集成電路制造技術(shù)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(yīng)用，達到了能在惡劣環(huán)境下工作的理念。而在數(shù)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(shù)字化、信息化快速發(fā)展的今天，微型計算機系統(tǒng)在數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)中起著巨大的作用。但結(jié)合微型計算機的發(fā)展速度和應(yīng)用場合，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展還是滯后于微型計算機的發(fā)展，所以數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控產(chǎn)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(shù)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(xiàn)數(shù)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(shù)的大量投入，加快了其發(fā)展速度，從而使得這種設(shè)計理念在數(shù)控系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，很好的解決了數(shù)控系統(tǒng)中的設(shè)計問題。然而數(shù)控的推廣很重要，即如何將數(shù)控產(chǎn)品推向市場，為此必須將數(shù)控產(chǎn)品通用化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化。

2 微型計算機在數(shù)控系統(tǒng)中的發(fā)展

　　2.1 數(shù)控系統(tǒng)高的可靠性

　　數(shù)控系統(tǒng)的可靠性是數(shù)控機床質(zhì)量的一項關(guān)鍵指標，常以平均無故障工作時間來衡量。隨著新一代數(shù)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(shù)控系統(tǒng)已不斷適應(yīng)制造業(yè)的發(fā)展需要，硬件的體系結(jié)構(gòu)和功能模塊就應(yīng)該具有兼容性。比如許多硬件設(shè)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(wǎng)路數(shù)控的發(fā)展

　　在數(shù)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(wǎng)的不同要求，使之不僅具有串行，DNC點對點的通信技術(shù)，還支持各種專用的網(wǎng)絡(luò)操作。

　　2.4 數(shù)控系統(tǒng)的智能化

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

　?。?） 利用自適應(yīng)數(shù)控技術(shù)，從加工中檢測必要的信息，半自動調(diào)整系統(tǒng)有關(guān)參數(shù)，改善系統(tǒng)的運行狀態(tài)，達到最佳的運行。

　?。?） 建立工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫指導(dǎo)加工，并帶有邏輯控制的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

　　（3） 各種伺服驅(qū)動裝置的反饋控制，以及負載的自動適應(yīng)過程。

　?。?） 由微型計算機智能自動化編程。

3 微型計算機在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　3.1 數(shù)控系統(tǒng)由專用數(shù)控到開放型數(shù)控的轉(zhuǎn)型

　　基于微型計算機設(shè)計的一種開放型數(shù)控，基本上機構(gòu)是PC+NC，這種方式是將通用微型計算機與數(shù)字控制平臺連接在一起構(gòu)成前后臺結(jié)構(gòu)，形成多機、多過程數(shù)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(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)由專用數(shù)控到開放型數(shù)控的轉(zhuǎn)型。

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

　　這種典型的前后臺結(jié)構(gòu)就是在單機數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，它是通過高速通信模板與微型計算機互聯(lián)構(gòu)成的。這里所應(yīng)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(shè)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(yīng)性要求

　很多數(shù)控系統(tǒng)在MDOS環(huán)境下運行會出現(xiàn)死機情況，對于這種情況我們可以在DOS的基礎(chǔ)上增加實時、多任務(wù)操作系統(tǒng)，增加線程等等，或?qū)τ布M行改造。

　?。?） 可維護性的適應(yīng)性要求

　　由于通用微型計算機都是以臺式機結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，極不適應(yīng)以箱體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)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(yīng)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(shù)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(shù)控系統(tǒng)的人機界面和各種控制面板提出要求，以適應(yīng)機電一體化?？刂泼姘蹇梢赃x擇二種結(jié)構(gòu)，一是：水平式結(jié)構(gòu)，CRT和鍵盤在水平方向排列。二是：垂直式結(jié)構(gòu)，CRT和鍵盤在垂直方向排列。這結(jié)構(gòu)之間應(yīng)具有兼容性。

　　3.3 利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使得數(shù)控系統(tǒng)的信息化和網(wǎng)絡(luò)化

　　隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控已經(jīng)成為現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。數(shù)控系統(tǒng)與系統(tǒng)外的監(jiān)控計算機通過網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)對設(shè)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(wù)等等，這可以大大提高生產(chǎn)效率和設(shè)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(wǎng)的數(shù)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(wǎng)卡、雙絞線、集線器，及實現(xiàn)了實時監(jiān)控數(shù)控系統(tǒng)的加工狀態(tài)、遠程控制數(shù)控機床暫停、恢復(fù)加工和改變加工速率等等功能。

　?。?） 系統(tǒng)的外圍網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　系統(tǒng)由一臺監(jiān)控計算機、若干臺開放式數(shù)控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)硬件和遠程監(jiān)控軟件組成，由于監(jiān)控對象是工業(yè)現(xiàn)場正在加工的數(shù)控機床，我們要設(shè)計一個通過廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)，并采用星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和“C／S運行模式，使用TCP／IP協(xié)議。系統(tǒng)如圖2所示。

　?。?）遠程監(jiān)控系統(tǒng)軟件的實現(xiàn)

　　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(shù)控機床）軟件。監(jiān)控端軟件的功能是：連接到網(wǎng)內(nèi)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(xiàn)。

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(jié)束語

　　為促進我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)的進一步提高，加快對數(shù)控技術(shù)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(shù)控系統(tǒng)的有機結(jié)合，為我國數(shù)控生產(chǎn)線的全自動化做好充分準備。