活塞是內燃機的重要零件，是典型的非圓零件，活塞與缸體的配合程度是衡量發動機質量的重要標準。現在普遍采用的中凸變橢圓活塞，許多廠家采用靠模法加工，但由于硬靠模系統要用機械或液壓來實現隨動仿形，想要進一步提高精度和效率比較困難，而且靠模加工困難，制造成本昂貴。因此要求設計一種新型的數控車床來滿足中凸變橢圓活塞的特殊加工。具有高頻響應特性的直線電機技術的發展，使得這種需求成為可能。在加工時，被加工零件安裝于機床主軸上，并隨主軸一起旋轉，刀具安裝在直線電機上，并隨直線電機相對被加工零件徑向作往復運動。由于中凸變橢圓活塞形狀極為復雜，所以插補時需要處理的數據量大，同時響應速度也要求很高。另外，加工該活塞時，需要同時控制兩種不同類型的電機，一種是位置伺服，另一種是加工非圓截面的專用伺服——直線電機。通用數控軟件不能滿足加工活塞的這種特殊要求。本文所介紹的數控軟件系統是采用C語言和匯編語言混合編程，采用獨立模塊化設計，較好地解決丁主軸旋轉和刀具直線進給之間的關系。

1 系統的總體設計

　　本系統主機采用工控586機，系統數控軟件存放在微機硬盤中，系統啟動后，用戶可以通過菜單執行各種操作。系統具有讀取加工程序。編譯，仿真，產生活塞加工數據、控制直線電機、插補，M、S、T在位檢測等CNC功能。其系統組成框圖如圖1所示。

　　系統數控軟件采用分層次、模塊化設計。系統軟件按功能可劃分為若干個模塊，各模塊可單獨編輯、編譯。它們之間通過參數或數據文件來傳遞信息，一個模塊的增加、修改、刪除等都不影響其它模塊，將系統軟件劃分為界面層、編譯層、控制層和輔助層，各部分的操作相對獨立。其總體結構如圖2所示。

2 系統的組成及特點

　　由圖2可以看出系統由太個模塊組成，并具有實時幫助功能。在該系統中用戶可以首先根據零件圖樣的具體要求，以人機對話的方式在界面層進行各項數據的輸人及各功能的操作。在編譯層，對用戶輸入的信息進行編譯以生成目標代碼，它包括對NC源程序的格式轉換，坐標轉換、錯誤檢查，控制數據的計算以及列表曲線的插值、粗插補等；在控制層，發出控制系統工作的指令，協調系統各部分的功能；在輔助層，提供便于系統工作及方便用戶操作的各項輔助功能。整個系統均采用鍵盤與鼠標進行控制，用戶欲選用某一菜單，只需按動光標、熱鍵或鼠標即可。另外，系統還具有較強大的圖形功能，提供了活塞輸入數據的圖形顯示，刀具運行軌跡的動態運行軌跡，使用戶能及時發現操作錯誤。

3 總結

　　該系統采用了自頂向下的設計方法。界面友好，具有實時幫助功能、圖形仿真功能、報警功能等，可以省掉許多在機床上空運行檢查和試切加工檢查所耗的時間。提高了機床的使用效率，降低了生產成本。該系統已在多個機床廠試用成功。