数控机床在经济发展中的地位举足轻重,基于PC的开放式数控系统是目前数控领域研究的热点之一。本文对基于PC的开放式数控系统的开发进行了研究,分析了在基于Windows平台下开发数控系统所面临的问题。由于Windows系统对底层操作采取了屏蔽的策略,因而如何实现加工的实时控制便成为一个技术难题。本文通过定时中断硬件接口电路的设计和Windows核心层设备驱动程序的开发,解决了Windows下加工控制系统的硬件访问和实时控制难的问题。插补及半径补偿是数控系统的重要功能模块,决定了数控系统的性能优劣。本文针对这两方面做了研究并给出了一种空间曲线插补算法,实现了数控机床的空间三维曲线轨迹插补。空间三维曲线有两种数学表达形式:隐式方程曲线及参数方程曲线。隐式方程曲面交线采用的是建立在进给选择原理基础上的插补算法,而且保证了该算法的位置误差不超过一步;参数方程空间曲线用小直线段逼近的插补算法,这种线性化方法对插补空间参数曲线而言具有高效的优点。论文还在本数控系统的差分插补算法的基础上对二次曲线C功能刀具半径补偿问题进行了研究:采用矢量法求二次曲线等距曲线交点,大大降低了计算的复杂性;用曲线合成插补理论间接实现任意直线和二次曲线(圆、椭圆、双曲线、抛物线)的等距曲线的插补,有效地避免了传统的计算等距曲线产生的计算误差,提高了机床的加工精度。最后,作者总结了本论文的主要研究工作,并指出了一些有待于进一步深入研究的问题。