随着PC技术的发展,数控系统正进入一个崭新的阶段——全软件数控。所谓全软件数控即CNC系统的各项功能,包括插补,位控和PLC等均由软件模块来实现。全软件数控较传统CNC具有更好的灵活性、通用性、经济性和开放性。本文以PC104作为数控系统的硬件平台,采用性能优秀的自由软件实时操作系统RTLinux为软件平台,实现实时多任务调度,满足数控系统控制任务的高实时性要求。构建基于RTLinux的全软件通用数控系统平台,便于后续开发具有自主知识产权的数控系统,有助于提高我国数控技术水平。通过对当前流行的软件数控系统架构的分析比较,设计构造了基于RTLinux的三层模块化数控系统结构;同时,根据Linux和RTLinux编程资源,规划设计了各层次、模块间的通信方式,并根据数控系统内部的数据和命令信息流,设计、定义了各模块间的接口协议。此外,根据数控系统的功能与性能要求,对Linux、RTLinux内核进行了定制,详细介绍了其在PC104上的移植过程。为提高系统的稳定性和运行效率,本文利用Qt完成了系统界面层开发,利用C语言实现了系统管理层和控制层的程序开发,整个系统运行于FrameBuffer上,不需要Linux桌面系统以及XLib的支持,减少了对系统内存和存储空间的要求。最后,介绍了RTLinux应用程序开发和调试以及内核程序开发和调试方法。样机联调试验表明,该软件数控系统平台达到了预期设计要求。