目前国内外在激光加工中普遍应用的数控系统是一种专用型、封闭式的系统,难以扩展,价格昂贵,无法适应现代高柔性、低成本的加工要求。因此,近年来具有良好的柔性和较低成本的数控系统逐渐成为数控技术研究的热点。本文的目标是结合沈阳航空工业学院激光加工研究中心实验研究基地建设的需要,研制一套可以同时应用于激光切割、激光热处理和激光焊接等多种加工方式的基于PMAC激光加工系统。该系统具有开放性、多功能性、智能性、高速加工等特点。本文重点阐述了该数控系统方案的选择、系统的组成及结构和一些关键数控技术的研究工作。在全面分析国内外现有的开放式数控加工技术,对比了各种可行性方案的基础上,采用了基于工业PC和PMAC运动控制卡的主从式数控系统设计方案。该方案利用标准化的ISA总线和标准化的Windows软件实现了开放性,为整套数控系统提供了一个优异的架构。本系统设计了一种基于五轴四轴联动(X、Y、Z平动轴和A,C旋转轴)的机械平台,可以同时满足激光切割、激光表面处理和激光焊接等加工方式的运动要求。作者还采用了当今前沿的软件开发技术,使用Windows下的COM技术实现,设计了一种基于软件总线的软件架构,为高效率输入多种激光加工数据提供了软件基础。在接口板设计中采用了CPLD技术,利用VHDL语言进行硬件逻辑设计,使该套激光加工系统可以通过在线编程的方式随时更新和扩展系统的接口逻辑,实现系统的高度柔性化。提出了一种基于遗传基因算法的智能化激光切割辅助轨迹优化算法,成功地实现了激光切割时自动优化引弧孔、入弧点位置和封闭体切割顺序,既提高了激光切割的质量又保证了最短行程路径,提高了切割效率。由于本机床采用光束固定、工件运动的方式,因此运动部分的质量大。在这种情况下最大加速度受限制,造成曲线激光加工时速度上不去且不稳定的严重问题。本论文通过使用PMAC的点位置时间(Position-Velocity-Time)模式,用三次参数插补样条运动,成功地解决了这种低加速度下的重载高速稳定加工问题。