现代数控机床和加工中心对实时数据高速传输和同步运动控制提出了更高的要求。随着开放式数控系统、数字伺服技术及现场总线技术的不断发展，如何实现运动控制单元与伺服装置之间的高速通信是运动控制领域面临的关键问题。全数字信号传输技术代替传统的模拟和脉冲信号传输技术，将是未来数控系统通讯的一个重要发展方向。本文对开放式数控系统的发展趋势，以及现场总线技术在数控系统的应用作了简要介绍，针对目前模拟式和脉冲式数控系统中存在的局限及数控发展趋势，提出了基于SERCOS总线协议的机床数控系统架构：以运动控制器为主站，进给伺服驱动器为从站的主从式环形网络,并以通信周期为基准协调该多CPU结构。运动控制指令通过光纤环路发送到各伺服从站，实现对伺服电机的三环路同步控制；伺服从站周期性地将状态数据反馈至SERCOS主站同步运动控制器。深入分析了SERCOS总线传输协议与接口器件SERCON816特性，基于主控制芯片DSP6713设计了主站通讯接口电路，编写主站同步运动控制器通讯接口软件部分。在脉冲接口伺服驱动器的基础上，设计了基于SERCOS总线接口的伺服驱动器，编写通讯接口软件和三闭环控制软件。由于数控系统为多CPU结构，主控制器和驱动单元分别独立工作，没有统一的时钟基准，伺服驱动轴的不同步执行，将造成加工轮廓误差。本文深入分析了SERCOS同步工作原理，并提出电流环同步校正方法，各伺服轴电流指令执行达到1us的同步精度，从而保证了机床各进给轴动作的一致性。最后，将开发的系统安装在广州诺信数控设备有限公司生产的XKHL650型立式加工中心，进行数字化控制，对数控机床的三个驱动进给轴做了球杆仪测试，和实际的加工调试，介绍了相应的实验过程及部分实验结果。实验和加工表明，基于SERCOS总线协议的数控系统，具有高实时性和同步控制精度，能够满足数控加工中心的要求。