随着数控技术的快速发展,传统的专用封闭式数控系统已难以适应当今制造业的市场环境,无法满足用户对自动化、信息化的要求,各国都致力于研究具有开放式体系结构的数控系统。我国在这方面起步较晚,尚处于追赶者的角色。本文针对开放式数控系统这个主题,选用由美国Delta Tau公司生产的Turbo PMAC 2控制器作为数控系统的硬件控制器,构建了一种PC+运动控制器结构的开放式数控系统。本文的主要工作包括以下内容:1.完成基于PMAC运动控制卡的开放式数控系统的搭建:根据五轴联动加工中心的功能要求,配置上位机、PMAC运动控制器、伺服电机和驱动器、主轴和转台等功能单元,构建了开放式数控系统的硬件结构。2.进行PLC的编写和PID整定:根据PMAC内置的PLC功能和PID算法,针对五轴联动加工中心的控制要求,完成PLC程序的编写和PID控制的整定。3.开展基于单增BP神经网络的NURBS曲线插补算法的研究:针对传统插补算法精度低、运算速度缓慢、数据存储量大的缺点,本文提出了一种单调递增的BP神经网络算法拟合弧长和曲线参数,即通过改进BP神经网络的学习算法,使曲线参数和曲线弧长始终保持正相关的关系。经过离线训练,单增BP神经网络算法可以快速地生成曲线参数,从而大幅减少实时插补中所需的计算量。4.开发用户操作界面:利用Qt5.5软件完成基于Windows平台的用户操作界面,实现前瞻速度规划、NURBS曲线插补、与PMAC运动控制卡通讯等功能。