数控系统的开放性是当今数控系统发展的主流,开放式数控系统研究的目地是开发一种模块化的、可重构的、可扩充的控制系统的结构,以增强数控系统的柔性,在体系结构上给用户二次开发留有更多的余地,从而可以快速的响应新的加工需求。国际上开放式数控系统研究的相继开展日益引起国内数控界的广泛关注。但目前国内关于开放式数控系统的研究尚处于起步和探索,本文将围绕着开放式CNC系统设计中的相关技术,从开放式的体系结构分析、系统的硬件的开放化设计、系统软件的建模与开发、以及运动控制中插补技术等方面进行了系统研究。全文的研究工作如下:1)在论述开放式数控系统的同时,给出了软件芯片的概念,结合数控系统设计,给出开放式数控系统的软件开发的方法。2)在硬件结构上,系统以通用的PC机作为硬件平台,结合开发的四轴运动控制卡良好的控制性能,配以步进电机与其驱动器,组成通用CNC控制系统的配置。这种结构方式直接利用了PC机体系结构,采用成熟NC硬件来组成控制系统。运动控制卡是按PC机的接口遵循开放的标准总线PC104定义。这样构成的系统的硬件体系结构具有开放式、模块化、可嵌入的特点,经济性,系统可靠性与运行精度有保障,非常适合于组成中小规模的数控系统。3)研究和开发开放式数控系统的软件体系结构和开发方法是本文的重要目的。在软件结构上,基于面向对象的思想,采用中断机制的控制策略与模块化的设计方法,系统的各功能的控制实现分别放置在相对独立的模块中,任意软件功能变化都不会影响到其他模块的运作,通过提供各个模块的相应接口,使之能适应不同用户的要求及应用于不同类型的数控机床上。4)系统的研究了数控技术中的关键技术,如数控插补技术、交流伺服电机的变频控制的技术等;最后,作者对本文的研究工作进行了总结,并对开放式数控系统的发展做了展望。