随着市场需求越趋紧俏和产品规格日益增多,人工骨加工技术研究进入崭新阶段。利用多轴人工骨加工设备及其数控系统完成人工骨精密切削加工,带来了制造精度稳定、加工成本降低、个性化生产易实施等优点。但国内自主研发的人工骨加工数控系统存在着加工对象单一、加工尺寸较小、加工特征较简单等局限性。本课题提出了基于运动控制器的开放式人工骨加工数控系统开发任务,以人工骨加工平台为研究对象,以“PC+运动控制器”为控制核心,针对目前我国现阶段人工骨加工数控系统存在的问题,开发出一套适用于多种类、大尺寸、逼近真实骨骼形态对象加工的人工骨数控加工系统。本课题的主要研究内容如下:(1)从人工骨曲面特征加工分析出发,完成了开放式人工骨数控加工系统硬件平台的结构设计与选型工作。(2)结合GTS-800-PV卡自带运动控制函数库以及VC编程特点,对开放式人工骨数控加工软件进行了总体设计;详细地阐述了人机交互系统中各功能模块结构组成,并对主要功能模块进行了详细设计与实现。(3)利用UG软件的自定义接口函数,进行面向人工骨特征加工的工艺知识库设计。通过工艺知识库辅助UG/CAM模块进行股骨头的五轴加工编程。获得的刀具路径表明了基于工艺知识库的计算机加工编程具有一定的优越性。在总结导动面对刀轨生成影响性以及刀具位姿调整解决干涉的经验后,利用UG/Open功能进行刀具路径的主动性与被动性优化,有效地改善人工骨加工过程中刀具与毛坯的干涉情况。(4)通过对后置处理过程的理论分析,联系人工骨数控加工系统硬件结构参数,完成人工骨开放式数控系统专用后置处理器的定制工作,并利用该处理器后置处理上一章优化后刀位文件。通过系统性分析Vericut7.3虚拟环境下人工股骨头铣削加工仿真实验结果,得出该数控系统能够满足人工骨对象的加工要求。