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毕业论文-基于PC开放式二维数控系统平台的开发与应用，正文共72页，29601字，附源程序代码。
第一章 绪 论
数控技术是指用数字信号形成的控制程序对一台或一台以上的机械设备进行控制的一门技术，简称NC（Numerical Control）。数字控制机床（简称数控机床），是一种综合应用计算机技术、自动控制技术、精密测量技术、通信技术和精密机械技术等先进技术的典型的机电一体化产品。它的工作过程就是将机床的各种动作、工件的形状尺寸、以及机床的其他功能用一些数字代码表示，把这些数字代码通过信息载体（即控制介质）输入给数控系统（数字控制系统），数控系统经过译码、运算及处理，发出相应的动作指令来控制数控机床的伺服系统或其他执行元件，自动地控制机床刀具与工件的相对运动，从而加工出所需要的工件[1]。
1.1数控系统的产生及发展前景
1.1.1 数控系统的产生与发展
随着科学技术的飞速发展和经济竞争的日趋激烈，产品更新速度越来越快，多品种、中小批量生产的比重明显增加；同时，随着航空工业、汽车工业和轻工业消费品生产的高速增长，复杂形状的零件越来越多，精度要求也越来越高；此外，激烈的市场竞争要求产品研制生产周期越来越短，传统的加工设备和制造方法已难于适应这种多样化、柔性化与复杂形状零件的高效高质量加工要求[2]。为了解决零件复杂表面的加工问题，1952年，美国帕森斯公司和麻省理工学院成功研制了世界上第一台数控机床。半个世纪以来，伴随微电子技术、计算机技术的发展，数控机床的数控系统也随着不断更新、发展异常迅速。时至今日，数控技术的发展已经历了两个阶段和六个时代：
一、数控（NC）阶段（1952-1969）
早期的计算机由于运算速度低，因此数控系统的控制逻辑是由专用计算机中固定接线的硬件结构实现的。这就是硬线数控系统即NC系统。随着电子元器件的发展，这个阶段经历了三个时代：
第一代数控：1952-1959年采用了电子管元件构成的专用数控系统；
第二代数控：从1959年开始采用晶体管电路的数控系统；
第三代数控：从1965年后开始采用小、中规模集成电路的数控系统。
二、数控（CNC）阶段（1970-现在）
1970年，小型通用计算机已经出现并投入批量生产，人们将它移植过来作为数控系统的核心部件，从此以后进入CNC软线数控系统阶段。这个阶段也经历了三个时代：
第四代数控：从1970年开始采用大规模集成电路的小型通用计算机控制的系统（CNC）；
第五代数控：从1974年后开始采用了微型电子计算机控制的系统（MNC）；
第六代数控：从1990年开始的基于PC的数控系统[1]。
1.1.2 数控系统的发展趋势及现状
目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型—封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，数控系统与CAD/CAM集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。
一、性能发展方向
(1) 高速高精高效化
速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。
(2) 柔性化
包含两方面：数控制控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。
(3) 工艺复合性和多轴化
以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴，西门子880系统控制轴数可达24轴。
(4) 实时智能化
早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着更具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统，在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。