随着现代制造技术的发展,对刃形复杂的高精度刀具的需求迅猛增长,因此对制造刀具的数控磨床需求也大大增长。而数控工具磨床的核心在于数控系统,传统的CNC系统虽然具有相当成熟的控制技术,但由于其封闭性逐渐不适用于当今世界制造业对智能化、柔性化的需求,因此开放式数控已经成为数控系统发展的新趋势。目前,国内的五轴联动的数控工具磨床仍然需要依靠进口,为了实现国产五轴磨床数控系统的自主研发,本文通过对五轴数控工具磨床的机械结构及功能要求的分析,研究开放式数控系统的硬件及软件结构体系,提出基于UMAC运功控制器的五轴磨床数控系统的设计方案。根据对整个刀具设计、仿真、制造一体化的设计理念,对刀位文件数据后置处理运动求解算法进行研究,发现后置处理运动求解中存在砂轮初始轴向不同、工件坐标系方向相对于机床坐标系不统一导致的问题,导致目前已有的算法并不完全适用。因此提出了一种基于坐标变换的双向求解方法,完成了磨床的运动求解过程的推算,为完善磨床的后置处理方法,实现设计与制造一体化奠定基础。采用模块化设计方法,对系统软件的功能模块进行划分和设计。UMAC运动控制器具有优越的开放性,功能强大且便于开发。通过研究上位机与UMAC的通信方式,及代码检验、运动程序自动生成、加工过程代码同步显示、磨床回零、伺服参数整定等关键技术,满足了数控系统的功能需求。最后利用软件工程技术在.NET平台上开发出一套五轴工具磨床数控软件系统,并建立了数控系统仿真的实验平台,进行了软件系统的调试和验证。