采用开放式数控系统可以根据用户的需要轻松的实现对系统的整合，与此同时提 高了系统的可移植性和兼容性，同时还具有成本低、人机界面友好、开放性好等优点。 因此，开放式数控系统的开发不仅可以节约成本，也有利于资源的充分利用和优化， 具有十分重要的现实意义。文献综述

以 PC（Personal Computer）为硬件平台，以通用的操作系统为软件平台，是开放 式数控系统的主要实现形式。本文以 PC 机为硬件平台，以 WINDOWS 为软件平台，基 于 GT-400-SG 运动控制器进行了数控实验系统的软硬件设计，开发了一种开放式数控 实验系统(Open Numerical Control Experiment System)。

1。2 数控系统的历史现状和发展趋势

1。2。1 数控技术的产生和发展

1。3 论文的主要结构安排

第一章利用互联网资源、学校的数字资源和图书馆的书籍查阅了大量的文献和相 关资料，了解了数控系统的历史现状和发展趋势，分析了国内外数控系统的发展情况， 阐明了本课题的研究意义，确定了论文的结构。

第二章对开放式数控实验系统进行了总体设计和硬件系统的构建，分析了基于 PC 的开放式数控系统的类型，对组成系统的硬件作了详细的介绍，描述了相关接口 定义，绘制了系统连接示意图。

第三章进行了数控系统的软件设计。介绍了数控系统的开发工具，设计了实验系 统的人机界面和功能，介绍了插补的基本原理，分析了各种不同插补方式的特点，进 行了二维插补实验和 G 代码实验。

第四章分别以不同参数和不同的插补方式对开发的实验系统进行了验证。 第五章对本文的研究进行了总结和展望。

第二章 开放式数控实验系统的总体设计和硬件系统的构建

2。1 基于 PC 的开放式数控系统的类型

（1）PC 嵌入 NC 型

将 PC 主板插入到传统的数控系统当中，这样就构成了 PC 嵌入 NC 型的开放式数 控系统。这类系统的优点是具有一定的开放性，利用原有的数控基础和计算机丰富的 软件资源，原系统可以不加修改就得以利用。但是其开放性有限，通讯速度慢，技术 上较为保密，归根结底，其体系结构上仍然是不开放的，用户无法触及系统的核心。

（2）NC 嵌入 PC 型

NC 嵌入 PC 型数控系统由运动控制器加 PC 机组成。PC 用于人机界面的显示，具 有存储和通讯功能，属于上位机，可以对机床进行控制；运动控制器属于下位机，提 供 Windows 动态链接库以实现对机床的复杂控制。用户可以充分利用 PC 丰富的硬件 资源和软件资源，建造符合特定控制要求的数控系统。

（3）全软件 CNC 型 该类型系统的全部功能全部由软件实现，给与用户最大的开放性和灵活性。这类

系统的主体是 PC 机，利用 PC 机实现对机床运动轨迹控制和开关量的逻辑控制。全软 件 CNC 型系统具有如下特点：软件具有良好的通用性，编程语言可以灵活的处理各种 问题。缺点是难以利用传统数控系统的优势，不能保证系统的可靠性[2]。来;自]优Y尔E论L文W网www.youerw.com +QQ752018766-

2。2 总体设计

基于 GT 运动控制器的开放式数控系统采用 NC 嵌入 PC 结构、运动控制卡通过 PCI 插槽嵌入 PC 机，形成独特的 CPU 和 PC 控制模式。非实时任务由上位机前端管理，例 如人机界面等功能。运动控制器完成实时任务，如插补、伺服控制等。PC 机通过 ISA

/ PCI 总线和运动控制器接口相连，电脑资源不被运动控制器占用，可以让用户更加 容易地集中精力解决复杂的运动控制问题，形成了 PC 对 PC、运动控制卡对计算机的 分布式控制。以 Windows XP 为软件平台，采用 Visual C++设计系统的人机操作界面， 开发数控系统的实验软件