数控技术是现代制造业发展的基础,拥有高水平的数控技术是一个国家工业化发达的标志,也是一个国家综合国力的象征。跟踪和发展当今世界先进的数控技术及思想,更是一个国家实现工业化的必经之路。当前,随着以计算机为基础的信息技术的进步,能够描述复杂几何模型和制造规划信息的数学模型得到了充分应用,使得传统的制造业得到了革命性的进展,同时也使传统数控技术无法满足当今工业发展的需求。因此发展适合现代制造业的现代数控技术变得尤为重要,开放式数控系统正是在这样的背景之下发展起来的。本文利用“PC+通用接口板”的开放式数控体系结构,遵循重用性、移植性、扩展性和互操作性原则对雕刻机进行开放式改造研究。系统整体目标是双数控系统的实现,即新数控系统平台的搭建和原数控系统的保留。新数控系统的研究是重点内容,包括硬件平台搭建、软件框架搭建和功能的实现、验证等。首先,叙述了国内外对开放式数控体系的研究概况,并对“PC+通用接口板”模式的开放式数控结构体系做了重点分析,系统研究了这种数控模式的技术分支。其次,根据开放式数控系统的设计原则和本系统的改造目标,完成了系统的整体改造方案设计和硬件平台设计,完成了基于MODBUS,总线的主轴控制系统设计。再次,介绍了数控软件的结构和功能,完成了系统软件开发工具的选择和数控软件的模块化设计,重点分析了数控软件中的几个模块功能实现的方法。然后,深入分析现有的基于“PC+运动控制器”的双CPU平台的NURBS曲线插补方法,选择了适合本系统的插补算法,并提到了基于最小偏差法的NURBS曲线直接插补算法。最后,是实验部分,实验内容包括硬件调试、原系统功能检查、新系统功能测试等。文章最后,做了全文的总结,提出了系统平台进一步开发所需要的工作内容。