传统封闭结构数控系统的局限性传统封闭式系统有很多局限性，主要表现在以下几个方面。（1）由于传统数控系统的封闭结构，使机床制造厂很难根据自己的实际情况灵活配置数控系统的功能和用户界面，也很难集成机床制造厂的经验。（2）功能扩展困难。现代制造业要求数控机床在一定的情况下可以进行功能扩展或转换，以适应新的生产需求，但封闭式体系结构的功能扩展要么是不可能，要么就是耗资巨大。（3）用户投资的安全性受到威胁。原因有两个方面：一是系统转换困难，各生产厂家生产的系统互不兼容，用户想从一个厂家转换到另一个厂家是不可能的；二是系统升级困难，制造业的发展常常对数控系统提出更高的要求，但封闭式体系结构的升级往往是很困难的。 （1）兼容性，能够兼容市场上提供的各种软硬件资源；（2）功能柔性，能够根据用户的要求通过增加或减少模块来增减系统功能；（3）通信功能，系统可以实现和其他应用系统的通信和协调工作。容易实现CNC系统走向开放式结构，具体来说，基于PC总线的开放式数控系统具有以下优点。（1）给用户保留了一个完整的操作系统环境（如Windows），使用户可以利用操作系统提供的各种资源，最大限度地发挥PC的特点；使用PC丰富的软件环境，可以把系统的用户界面设计得非常友好，使产品更加接近人机工程的要求。（2）PC成熟的硬件技术可减少开发者硬件开发、调试和维护费用，缩短开发周期。同时用户有更多的硬件可供选择，避免了采用专用机的CNC在更换硬件方面的限制，使系统更新换代的速度加快而成本降低。（3）可以增加使用者的配置灵活性，减少系统的服务和维修成本；同时当计算机的先进技术可供使用时，这些技术对CNC用户也可用。（4）使CNC具有开放式的体系结构，给FMS和CIMS的集成工作带来方便，不仅可以在工厂环境内集成，而且可以通过计算机网络实现与其他工作场地的集成。基于以上考虑，数控雕刻系统的总体方案采用PC作为硬件平台，自行开发基于PC总线的运动控制卡，合理选择步进电机及驱动单元；采用Windows操作系统作为软件平台，用VisualC++开发应用程序。 硬件的总体设计许多设计人员赞成采用双CPU或多CPU结构，目的是提高系统控制的实时性，以及任务的模块化。虽然多机系统有它的优势，但同时也存在着一些缺点，如CPU之间的任务需要协调，相互之间需要数据通信，使硬件设计变得复杂；且往往需要采用不同语言进行编程，使软件设计工作量增加，从而增加了开发的难度。多机系统由于在相互协调及数据通信方面需要增加额外的开销，实际运行效率并没有我们想象的那么高。由于PC的运算速度越来越快，加上采用硬件中断的方法实现控制周期的定时，这样仅采用PC内部的CPU完全能够实现数控系统的要求。下面简要介绍本系统的硬件总体设计。本系统采用PC总线工业控制机，借助自行研制的运动控制卡，选取适当的步进电机驱动单元，从而实现X、Y、Z轴的步进电机的控制。
