数控系统的产生和发展与计算机技术发展是紧密相连的,当前数控技术研究的热点之一是在PC上构建硬件和软件都具有良好开放性的数控系统。论文围绕着开放式CNC系统设计中的相关技术进行了研究,分析了在PC平台下开发数控系统所面临的难点,并给出了解决方案。全文研究工作如下:1、硬件方面:设计了数控伺服系统和主轴驱动系统;设计了基于PCI总线的具有中断定时(Timer)、开关量输入输出(I/O)和模数(D/A)转换功能的接口板卡,使CNC系统在硬件层面上具备实时中断控制的条件。2、软件方面:对数控系统关键技术,C功能刀具半径补偿问题进行了研究,采用矢量法解决了半径补偿问题,使用该方法能够提高软件运算速度,降低程序的复杂性;比较了在PC平台下开发数控系统所涉及到的几种操作系统的优劣,分析了Windows操作系统结构特点和当前在Windows操作系统下实现实时控制的各种方案;结合外部定时中断硬件接口电路以及核心层WDM设备驱动程序开发,解决了Windows操作系统难于应用于实时控制的难题;3、研制完成基于WindowsXP的三坐标数控系统,该数控系统具备三轴联动、加工程序编辑、手动、点动、模拟运行、自动运行、加工轨迹显示等功能。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。