专用型结构与个人计算机结构

1.专用型结构

专用型结构CNC系统的硬件由各制造厂家专门设计和制造，其布局合理、结构紧凑、专用性强，但硬件之间彼此不能交换和替代，没有通用性。如：FANUC数控系统、SIE_- MENS数控系统、美国AB系统、法国NUM系统及我国的一些数控系统生产厂家生产的数控系统都属于专用型结构。

2.个人计算机式结构

个人计算机式结构的CNC系统是以工业PC机作为CNC装置的支撑平台，再由各数控机床制造厂根据数控的需要，插入自己的控制卡和数控软件，来构成相应的CNC装置。PC（个人计算机）的通用性和高性能使PC数控技术在技术经济方面体现出以下几方面特点。

①易于获得高性能。由于PC数控系统生产厂家可以站在最新PC硬件基础上来完成数控系统的开发工作，因此，很容易获得高性能的硬件基础。再加上PC的通用硬件平台可以配上各种成熟的优秀操作系统，因而进一步使硬件的性能得到最大限度的发挥。此外，在PC平台上开发的数控系统可以吸收计算机领域的许多最新成果。这些不仅使PC数控系统容易获得高性能，而且能持续保持技术优势。

②可有效降低成本。PC已成为计算机领域的主流产品。由于市场容量大，进入的厂商多，因而竞争非常激烈，这就促使PC产品的性能价格比不断提高。以PC为基础开发和生产CNC系统将使数控系统生产厂商直接从中获益。

③标准化程度高。在二十多年的发展过程中，PC的硬件和软件平台已经形成了全世界广泛认同的规范和标准。PC硬件平台的标准化和互易性非常有利于数控系统的开发、使用和维修，而且为以PC为基础的数控系统的标准化、模块化和开放性奠定了硬件基础。

④有利于提高可靠性。PC的高度标准化、集成化以及生产的大批量化，不仅有利于进行高可靠性设计和采用高可靠性工艺措施，而且非常有利于生产管理和质量控制，使最终产品获得高指标的可靠性。此外，在PC领域还存在着工业PC（包括PC104）这一分支，为更苛刻的高可靠性应用提供了与PC兼容的产品来源。

⑤软硬件资源丰富。在软件方面，PC丰富的软件资源和开发工具为数控系统软件的开发提供了非常方便的平台，可以缩短研制周期、降低开发成本，同时，也为CAD/CAM/CNC集成创造了良好环境。在硬件方面，市场上符合ISA、PCI、USB、1394标准的各种插卡和插件随处可见。这使得数控设备中常用的各种D/A、A/D转换卡、开关量接口卡、脉冲计数卡等完全不用自制。

⑥便于信息集成。由于PC系统本身具备强大的联网功能，很容易接入Intranet和In_- ternet，因此，可方便地实现远程管理、远程控制、远程技术支持和制造资源共享等先进数控功能，为实现敏捷制造、全球制造奠定基础。此外，通过PC具有的ISA、PCI插槽和USB接口等，可方便地连接现场总线等实时网络系统，从而实现与底层设备（如：伺服驱动器、开关量执行装置、机床传感器等）的联网通信，将数控机床和加工过程的控制提高到更高的水平。(www.xing528.com)

由于PC数控具有一定技术经济优势，使国内外众多科研单位和生产厂家不断地投入大量人力物力，进行PC数控技术及其应用装备的研究、开发和应用。20世纪90年代中期以来，多家单位相继推出了各具特色的PC数控系统产品，如：珠峰数控公司的中华I型、航天数控公司的航天I型、华中数控公司的华中I型、四开公司的SKY系列等。这些国产PC数控系统产品为我国数控技术的发展作出了重要贡献。

进入21世纪前后，PC数控系统技术得到了进一步发展。其主要体现在以下几方面。

①在联动控制轴数方面，北京航空航天大学与北京机电研究院合作，开发出可40轴联动控制的高性能PC数控系统。

②在开放式数控系统方面，华中科技大学、清华大学等单位，研究出基于软件总线、软件芯片、软件模块等新技术的软件化开放式数控系统，并在一些典型机床上得到应用。

③在数字通信与网络化PC数控系统方面，北京航空航天大学、华中科技大学、重庆大学、清华大学等单位，研究开发出多种基于现场总线的网络化PC数控系统。山东工业大学、清华大学等单位开发出基于USB接口的PC数控系统。清华大学等单位开发出基于1394总线的PC数控系统。

④在无线数控系统方面，清华大学等单位研究开发出基于2.4GHz ISM（工业、科学、医学）频段的无线PC数控系统，可实现PC数控装置与伺服驱动器、机床传感器、手持操作器间的无线通信。

⑤在高速高精度数控系统方面，清华大学等单位研究开发出基于Athlon 64平台的64位PC数控系统，可以实现插补周期为0.1 ms、插补频率达10000Hz的高速数据采样插补，插补精度达到纳米级。

⑥在并联机床数控系统方面，天津大学、哈尔滨工业大学、东北大学、中国科学院沈阳自动化研究所、清华大学等单位，研究开发出多种型号的虚拟轴机床，均采用自行开发的PC数控系统进行控制，并取得良好的工业应用效果。