数控车床是一种使用广泛的数控加工设备,车床数控系统是数控车床的控制核心,其性能好坏和功能强弱直接影响到数控车床的加工功能和产品质量。传统车床数控系统结构相对封闭,存在开发不够灵活、难于满足用户的新需求等问题。而随着计算机技术的快速发展,开放式数控系统因其具有系统开发灵活、可扩展性强、通用性好等优点,逐渐成为数控系统发展的主流。因此,研发具有开放式结构的车床数控系统具有重要意义。本文采用PC机+控制板卡的开放式结构,在分析数控车床的功能需求后,对车床数控系统的人机交互界面、NC程序解释和螺纹插补等关键技术进行了深入分析和研究,开发了基于Linux CNC的高性能车床数控系统。论文的主要工作内容如下:首先对车床数控系统的软硬件总体结构分别进行设计,并根据数控车床人机交互界面的功能需求,将人机交互界面划分为主窗口和若干二级窗口,对各窗口的布局进行设计,并详细介绍了每个功能区域的具体实现。接着,对数控车床的NC程序解释功能进行研究,针对复杂循环指令解释过程比较繁琐的问题,以及为更好地满足用户需求,提出一种模块化的设计方法——将NC程序解释器分为程序预处理模块和程序解释模块,分别采用编译法和解释法工作于不同时段,实现对NC程序快速、准确地解释。然后,对螺纹插补功能进行研究,针对螺纹插补高速、高精度的要求,采用数据采样法作为螺纹插补算法。螺纹插补时的加减速过程会对螺纹加工精度产生影响,本文对传统S曲线和正弦S曲线两种加减速方法进行分析研究,提出改进S曲线加减速方法,实现了又快又稳的加减速过程,能有效确保螺纹加工的精度。最后,对装有本系统的数控车床现场进行了测试,结果表明本文设计的开放式车床数控系统有较好的性能,能满足用户的使用需求。