(1)數控轉塔沖床監控與編程系統的設計原則
  監控和編程系統的設計原則為面向生產和面向用戶：
  1)面向生產，使數控轉塔沖床監控和編程系統能完成所要求的各項控制、管理和編程功能，面向控制和監測，實現實時控制和多務。在系統的研究和開發中，采用了Windows NT的多線程技術，并引入了面向對象的設計思想。
  2)面向用戶，要求人機界面友好，易于移植、擴展和修改。人機界面是用戶對系統質量評價的重要方面，美觀、簡潔易懂和操作方便的人機界面是系統開發的一個重要方面。系統開發時人機界面的工作量很大，控制領域的軟件系統一方面要接收用戶指令，一方面還要處理來自被控對象的實時監控信息，所以對系統的可靠性要求比較高。人機界面為系統的實時要求和人的非實時性提供了必要的緩沖，保證了系統的可靠性和實時性。
  (2)數控沖床監控與編程系統的總體結構設計

   數控沖床監控和編程系統的數據流圖如圖2所示，其中虛線方框內的手動處理、I/O處理、自動處理、仿真處理和回零處理等過程由控制機完成，其數據詞典分類如下：
  1)數據類：圖形和加工數據、設置數據、MDI手動數據、自動和手動數據；
  2)文件類：NC文件、GRA文件（圖形和加工數據文件）和刀具文件；
  3)指令類：輸入指令、輸出指令、手動控制指令、I/O檢查指令、自動控制指令和回零控制指令；
  4)控制信息類：手動控制信息、自動控制信息、回零控制信息和I/O檢查控制信息；
  5) NC代碼類等：結果坐標、刀具參數、NC代碼、NC代碼段和I/O狀態。
  數控沖床監控和編程系統的總體結構分為三部分：監控子系統、編程子系統和刀具管理子系統，其中編程子系統包括圖形編程和手工編程兩部分。手工編程只需調用Windows中已有的編輯器如Notepad即可實現。監控和編程系統的結構如圖3所示。監控、編程和刀具管理三個子系統分別完成系統的一部分功能，相對獨立，不同子系統在數據結構、控制算法和控制模式等方面具有不同的性質和特點，同時，整個系統又是各子系統的有機組合，有著密切的聯系，因而各子系統之間必須存在著信息交換和協調問題。在進行系統的研究和設計時，應盡量減少各部分之間的耦合，以利于各子系統功能的實現：同時應保持各系統之間清晰的信息接口，以增強系統的重構和擴展能力。圖形編程系統菜單結構見圖4，刀具管理系統的總體結構見圖5。
 

   隨著當今制造業靈活快速制造的發展，數控沖床也向著具有多種復合功能、更加穩定可靠、更大柔性、適應多品種小量的方向發展，有建立沖壓過程的柔性制造系統的發展趨勢。本文在進行數控系統監控和編程系統的研究和開發時，力求增強系統柔性，將監控和編程系統作為一個內部彼此聯系、相互作用、相互制約的集成性整體。本系統各部分的功能相對獨立，刀具管理系統進行刀具庫和刀塔的管理和控制，根據刀具和刀塔參數生成刀具文件；圖形編程系統根據輸入的圖形和加工信息生成NC程序文件；監控系統則對沖床加工進行監控和控制。另一方面，整個系統又是一個相互聯系、相互制約的集成性整體，圖形編程時，要以刀具管理系統所生成的刀具文件為依據進行人機交互刀具選擇；而在對沖床進行自動加工控制時，需要輸入相應的NC程序，而且在加工前要進行刀具檢查，檢查該NC程序所需刀具和刀塔上安裝的刀具是否一致。圖6所示為本系統各部分之間的聯系。
圖6監控和編程系統的內部聯系

  系統的總體控制流程如圖7所示。系統開啟，上位機與控制機、沖床聯機后，即可進行沖床監控，同時進行在線編程刀具管理；也可單獨進行離線編程和刀具管理。
圖7系統總體控制流程

  如上所述，本系統被劃分為監控、編程和刀具管理子系統，而在各子系統的研究和開發過程中，作者引入了面向對象設計思想，并采用流行的Windows NT技術解決了一些核心問題。
  (3)監控與編程系統開發的技術方案
  在監控和編程系統的開發中，作者選用了Microsft Windows NT
操作系統，開發平臺選用了Microsoft Visual C++4.0。
  1)由于本監控和編程系統為工業控制領域系統，所以操作系統的安全性顯得非常重要。Windows NT完全利用了Intel80386芯片保護模式的安全特性，操作系統的各級模塊運行在不同的權限等級當中，互相不能干擾，各進程也運行在完全獨立的虛擬機(VMM)中，對操作系統和其它進程無法干預。Windows 95和Windows NT有許多相同之處，但Windows 95設計的目標是為PC主流系統配置操作系統，以普及為主，而Windows NT則以高技術、高性能為目標，其完善的性能監控以及事件登錄服務，使它較Windows 95更好管理，更安全、穩定、強壯。在本系統的開發中選用既具有Windows 95操作系統友好的人機界面，又具有非常穩固的安全性的Microsoft Windows NT 4.0操作系統。
  2)編程語言采用的是面向對象的C++語言，所選用的MicrosoftVisual C++4.0是一個非常通用、流行而且功能強大的軟件編程平臺。