cnc裝置的軟件是為完成cnc數控機床的各項功能而專門設計和編制的，是一種專用軟件，結構取決于軟件的分工，也取決于軟件本身的工作特點。軟件功能是cnc裝置的功能體現。一些廠商生產的cnc裝置，硬件設計好后基本不變，而軟件功能不斷升級，以滿足制造業(yè)發(fā)展的要求。
一、cnc裝置軟硬件的分工
在cnc裝置中，軟件和硬件的分工由性能價格比決定的?，F代cnc裝置中，軟件和硬件的分工是不固定的。圖4-7為數控系統軟硬件分工的4種形式。
二、cnc裝置軟件結構的特點
系統的控制部分包括：譯碼、刀具補償、速度處理、插補和位置控制等軟件。如圖4-8 所示。
cnc系統是一個專用的實時多任務計算機控制系統，它的控制軟件也采用了計算機軟件技術中的許多先進技術。其中多任務并行處理和多重實時中斷兩項技術的運用是cnc裝置軟件結構的特點。
1．多任務并行處理
(1) cnc裝置的多任務性
cnc裝置系統軟件分為管理軟件和控制軟件兩部分。多任務是指在數控加工時系統軟件必須同時進行控制與管理工作。例如，為了便于操作人員能及時掌握cnc的工作狀態(tài)，管理軟件中的顯示模塊必須與控制模塊同時運行；當cnc處于nc工作方式時，管理軟件中的零件程序輸入模塊必須與控制軟件同時運行。
(2) 并行處理
并行處理是計算在同一時刻或同一時間間隔內完成兩種或兩種以上性質相同或不相同的工作。如為了保證加工過程的連續(xù)性，即刀具在各程序段間不停刀，譯碼、刀補和速度處理模塊必須與插補模塊同時運行，而插補又要與位置控制必須同時進行等，這種任務并行處理關系如圖4-9 所示 。運用并行處理技術可以提高運算速度。
并行處理方法：
資源共享(軟件設計)：“分時共享”，多個用戶按時間順序使用同一套設備。
資源重復(硬件設計)：通過增加資源提高運算速度。
時間重疊(軟件設計)：根據流水線處理技術，使多個處理過程在時間上錯開，輪流使用同一套設備。
2. 實時中斷處理
cnc裝置軟件結構的另一個特點是實時中斷處理。cnc裝置的多任務性和實時性決定了中斷成為整個裝置必不可少的組成部分。cnc裝置的中斷管理主要靠硬件完成，而其中中斷結構決定了cnc裝置軟件的結構。
(1) cnc裝置的中斷類型
1）外部中斷 主要有紙帶光電閱讀機中斷、外部監(jiān)控中斷（如：緊急停、量儀到位等）和鍵盤操作面板輸入中斷。前兩種中斷的實時性要求很高，將它們放在較高的優(yōu)先級上，而鍵盤和操作面板的輸入中斷則放在較低的中斷優(yōu)先級上。在有些系統中，甚至用查詢的方式來處理它。
2）內部定時中斷 主要有插補周期定時中斷和位置采樣定時中斷。在有些系統中將兩種定時中斷合二為一。但是在處理時，總是先處理位置控制，然后處理插補運算。
3）硬件故障中斷 它是各種硬件故障檢測裝置發(fā)出的中斷。如存儲器出錯，定時器出錯，插補運算超時等。
4）程序性中斷 它是程序中出現的異常情況的報警中斷。如：各種溢出，除零等。
(2) cnc裝置中斷結構模式
1）中斷型結構模式
將各功能模塊排成不同優(yōu)先級的中斷程序，構成中斷系統。
各功能模塊在事先編排好的優(yōu)先級別下協調運行。
優(yōu)先級別越高的，中斷時間間隔越短。
一般在中斷型結構模式的cnc軟件體系中，控制顯示器顯示的模塊為低級中斷（0級中斷），只要系統中沒有其他中斷級別請求，總是執(zhí)行0級中斷，即系統進行顯示。其他程序模塊，如譯碼處理、刀具中心軌跡計算、鍵盤控制、i/o信號處理、插補運算、終點判別、伺服系統位置控制等處理，分別具有不同的中斷優(yōu)先級別。開機后，系統程序首先進入初始化程序，進行初始化狀態(tài)的設置、rom檢查等工作。初始化后，系統轉入0級中斷顯示處理。此后系統就進入各種中斷的處理，整個系統的管理是通過每個中斷服務程序之間的通信方式來實現的。
2) 前后臺型結構模式
該結構模式的cnc系統的軟件分為前臺程序和后臺程序。
前臺程序（實時中斷程序）：完成與機床動作直接相關的實時功能，包括位置控制、插補、輔助功能、面板掃描及輸出等。
后臺程序（背景程序）：完成準備和管理工作，包括輸入譯碼、插補準備及管理等。
圖4-11所示為前后臺軟件結構中，實時中斷程序與后臺程序的關系圖。這種前后臺型的軟件結構一般適合單處理器集中式控制，對cpu的性能要求較高。程序啟動后先進行初始化，再進入后臺程序環(huán)，同時開放實時中斷程序，每隔一定的時間中斷發(fā)生一次，執(zhí)行一次中斷服務程序，此時后臺程序停止運行，實時中斷程序執(zhí)行后，再返回后臺程序。