随着计算机技术和微电子技术的飞速发展,数控技术也不断的发展和提高,并完成了NC向CNC(computer Numerical Control,计算机数字控制技术)的转变。本文从数控技术的发展概况出发,分析了现代数控系统的技术特征和发展趋势,在深入分析目前国内外较流行的各种数控系统的体系结构的基础上,总结了数控系统体系结构的发展趋势、技术特点。并结合现代制造技术综合实验中心的数控铣床(以下简称铣床)技术改造项目,提出了课题研究的研究背景、目的、意义。在此基础上,选取PC+ARM模型方案建立了铣床数控系统硬件原型,重点设计了数控系统的软件和硬件结构,并采用面向对象的模块化方法规划了数控系统软件的管理模块和控制模块,最后研究了伺服进给传动系统非线性因素对半闭环控制系统定位精度的影响问题。首先,研究了数控系统的硬件实验平台。本系统采用ARM微处理器LPC2131作为硬件系统的核心数控装置,通过串口与上位机(通用PC)进行通信。设计并开发了数控装置的输入输出接口电路,对伺服系统进行了配线和参数设置。其次,研究了CNC系统的软件总体结构,并采用模块化的方法设计了控制软件的各个功能模块,主要包括译码模块设计、预处理模块设计(主要是刀补处理)、通信模块设计、加减速控制模块以及插补运算等模块设计。最后,进行了伺服进给传动系统的研究。针对伺服进给传动系统的非线性因素对系统定位精度的影响做了相关的研究,并基于MATLAB建立了伺服进给传动系统的动力学仿真模型,在分析了仿真结果的基础上设计了基于前馈控制的数字PID控制器,使系统对于典型的阶跃信号,速度斜坡信号以及正弦信号有很好的动态响应特性,对由于工作台惯性力而引起的丝杠拉压变形随机扰动有很好的抑制作用。