开放式数控系统以其开放化、通用性以及彼此兼容等特点,解决了传统数控系统封闭性的问题,很好地适应了现代制造业中小批量生产的需求,已经成为现代数控系统发展的重要方向。本文分析了基于PC的开放式数控系统的三种基本结构形式,并结合当前实验室的条件,采用了“PC+运动控制器”的结构方案。运动控制器采用德国BECKHOFF嵌入式计算机及其组件,在硬件结构基础上进行开放式数控系统软件开发。根据对实时性要求的不同,开放式数控软件可划分为两部分:上位机软件和下位机软件。下位机软件部分实时性较强,实现实时控制功能,也称下位机控制软件,主要在TwinCAT环境下开发,包括模式选择模块、程序预处理模块、译码模块以及插补运算模块等。模式选择模块为本次软件开发的核心,根据需要共设计三种运行模式:自动插补模式、MDI模式和点动模式。上位机软件部分实时性较弱,主要完成非实时控制功能,也成上位机管理软件,主要是利用VC++软件开发,包括初始化模块、程序编辑模块及通讯模块等。初始化模块主要负责完成通讯端口及通讯参数的初始化;程序编辑模块主要完成程序的编写、存储及下载等功能;通讯模块则借助于添加的动态链接库TcAdsDll实现与下位机软件实时通讯。软件开发基本完成后,可在TwinCAT System Manager提供的虚拟运行环境下进行测试,对不合理之处进行修改。由于虚拟环境与实际运行环境有一定偏差,因此有必要进行实验验证。实验部分主要是验证开放式数控软件的运动控制功能和轨迹控制功能,判断软件是否能够执行基本的插补控制。虚拟运行测试与实验相结合,共同验证软件控制的可行性。