1)采用專用的實時操作系統(tǒng),，如VxWorks。2)采用Windows加上實時擴展RTX,。3)采用Linux加上實時擴展RTAI或RT-Linux,。對最終用戶來說，采用后兩種方式實現(xiàn)的數(shù)控系統(tǒng),，由于是 基于通用操作系統(tǒng),，因而具有更好的開放性。
以西門子,、發(fā)那科為代表的傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)商,，為了適應數(shù)控系統(tǒng)的開放趨勢，而又不放棄原有的多年技術積累,，通過在原有技術體系上分離出人機界面功能,，在PC+Windows平臺下提供開放的人機界面,。在對界面風格、窗體和語言方便配置的同時,，提供二次開發(fā)工具,，實現(xiàn)復雜的人機界面定制和與數(shù)控核心進行數(shù)據(jù)交換的功能。
開放式數(shù)控的全軟件結構的數(shù)控系統(tǒng)由于采用了通用操作系統(tǒng),，能夠很方便地運用豐富的資源進行人機界面定制,。同時提供各種接口，如以太網(wǎng),、USB,、音頻視頻，實現(xiàn)與操作者及上層控制系統(tǒng)的交互,。數(shù)控系統(tǒng)中的實時任務通過擴展的實時任務調度管理加以實現(xiàn),，如基于Windows的RTX。它通過在硬件抽象層(HAL)增加實時擴展來實現(xiàn)優(yōu)先搶占式實時任務的管理和調度,。在RTX實時子環(huán)境(real time sub system,，RTSS)中的任務優(yōu)先于所有Windows任務，提供對中斷,、I/O和內(nèi)存的精確控制,。基于RTX的定時信號采集的最小周期可降到100ns,，實時線程響應的最長時間延遲50μs,，這就確保了實時任務的可靠性。通過高速的服務請求調用通信和同步機制,，使RTX方便地實現(xiàn)與Windows之間的信息交換,，從而確保數(shù)控系統(tǒng)實時任務的執(zhí)行。
雖然基于PC開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)采用PC+操作系統(tǒng)實現(xiàn),，但由于開發(fā)條件等諸方面的-,，大多數(shù)廠商的數(shù)控核心實際上都是 封閉的。用戶無法在其數(shù)控核心上進行擴展,，因而也僅僅實現(xiàn)了部分人機界面的開放,。但是 用戶可使用VB，API函數(shù)庫,、OPC等實現(xiàn)客戶化的界面定制,，能夠處理音頻視頻信息，實現(xiàn)與條碼,、無線射頻識別(CRFID)等設備的連接,，可以將Office辦公軟件、監(jiān)測分析軟件集成在界面中，甚至連接數(shù)據(jù)庫,，從而能夠充分利用PC的豐富資源,，實現(xiàn)操作簡便而又具有智能化功能的數(shù)控系統(tǒng)。
人們逐漸意識到數(shù)控系統(tǒng)一直沿用的ISO6983標準的G,、M代碼已不能適應現(xiàn)代化生產(chǎn)和技術發(fā)展的需要,。這種面向運動和開關邏輯控制的數(shù)控程序-了數(shù)控系統(tǒng)的開放性和智能化發(fā)展，同時也使得CNC與CAx技術之間形成了隔閡,。歐共體1997年開始了遵從STEP標準,、面向對象的數(shù)控加工標準化研究，提出了STEP-NCCIS014649)的概念,。雖然STEP-NC直到今天還沒有形成商業(yè)化的市場應用,，但圍繞這個主題的全球范圍研究一直沒有中斷。例如,，美國國家標準化技術研究院(NIST)多年來一直支持STEPTools公司對其進行維護和發(fā)展,。作者認為，以加工特征為基礎的STEP-NC技術,，使人們看到了數(shù)控系統(tǒng)將從被動的軌跡和邏輯命令的執(zhí)行者向能自主規(guī)劃加工任務的智能裝置發(fā)展,，付諸生產(chǎn)實際應用已為期不遠。
STEP-NC將產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)交換標準STEP擴展到數(shù)控加工技術領域,，定義了CAD/CAM與CNC之間的接口,。它使數(shù)控系統(tǒng)可直接使用符合STEP標準的CAD三維產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型(包括幾何數(shù)據(jù)、設計和制造特征),，加上工藝信息和刀具信息,，直接生成數(shù)控程序來控制機床。
STEP標準延伸到自動化加工的底層設備,，使 泡沫切割設備數(shù)控系統(tǒng)在結構,、功能和制造系統(tǒng)中的地位等各方面發(fā)生了根本的變化。這種變化必然會影響到相關的CAx技術,，大致有以下幾個方面：
1)數(shù)控編程界面,。以ISO-14649取代ISO-6983，使得編程界面大為改觀,，現(xiàn)場編程極其方便,，而且易于再利用。當被加工工件某些特征有改變時,，只需改變有關特征的幾何描述,，無需改變-要素,。
2)數(shù)控系統(tǒng)的開放性,。目前，由于ISO-6983的覆蓋面太窄，數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)商不得不開發(fā)自己的擴展指令,。因此,，CAM和CNC必須使用同一套代碼，否則必須選用特定的后置處理程序,。對于STEP-NC控制器而言,，其數(shù)據(jù)格式完全一樣。它告訴CNC“要加工什么”而不是 具體軌跡和動作,，由數(shù)控設備決定“如何加工”,，其程序具有良好的互操作性和可移植性。
3)數(shù)控系統(tǒng)的智能化,。作為目前CAM與CNC之間的接口,，G、M代碼的形成過程造成大量有用信息的流失,，這也是 目前的數(shù)控系統(tǒng)智能程度低下的一個主要原因,。與此相反，STEP-NC數(shù)控包含了加工產(chǎn)品所需的所有信息,，為數(shù)控系統(tǒng)在全面了解產(chǎn)品的基礎上進行自主加工提供了基本條件,。
4)CAM和CNC之間功能的重新劃分。在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)進行具體的工藝處理(如刀具選擇,、補償,、走刀路線的確定案，更有可能得到最優(yōu)的加工效果,。因此,，將來的數(shù)控系統(tǒng)將替代現(xiàn)有CAM系統(tǒng)的部分功能。
5)加工質量和效率,。STEP-NC的提出改變了目前數(shù)控系統(tǒng)作為加工任務被動執(zhí)行者的地位,。STEPTools公司的研究表明，STEP與STEP-NC的應用可使CAD階段的生產(chǎn)數(shù)據(jù)準備減少75%,，加工工藝規(guī)劃和編程時間減少35%,，加工時間(特別是 5軸高速數(shù)控銑床)減少50%。
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