大型薄壁件是导弹、大型飞机和重载火箭等航空航天高端设备的关键组件，因此，对其加工的设备、系统和技术提出严格要求。该类工件具有尺寸大、厚度小、结构刚度低、形状不规则和材料去除率高等特点，且在铣削中因切削热/力、残余应力、夹紧力等作用下易产生形变和颤振。使用常规的工艺装夹和铣削大型薄壁工件，难以满足其高质高效、绿色加工的要求。为此，课题组提出了采用镜像铣削工艺实现大型薄壁件的加工，设计了大型薄壁件镜像铣削装备数控系统的初步方案。本文进一步完善和实现大型薄壁件镜像铣削装备数控系统，并研究该装备支撑与加工的同步运动问题。　　根据大型薄壁件镜像铣削装备数控系统的功能需求和开放式数控系统的设计理念，规划了该装备硬件和软件系统的总体结构。基于模块化设计思想，设计了大型薄壁件镜像铣削装备的电气控制系统和伺服控制系统，开发了下位机运动程序与PLC程序，实现了大型薄壁件镜像铣削装备数控系统的硬件和软件平台。　　大型薄壁件加工装备采用镜像铣削工艺，其要求加工侧与支撑侧对称轴间进行严格的同步运动，本文将这种对称轴间的同步控制简化为双轴同步控制。在分析了经典的位置控制策略和双轴同步运动的同步误差与跟踪误差几何关系的基础上，引入耦合误差变量，提出了一种基于非线性PID的改进交叉耦合控制器。在仿真的基础上，在X-Y平台上进行双轴同步控制实验。实验结果表明，基于非线性PID的改进交叉耦合同步控制在X轴跟踪误差的最大值和均方根值上分别减少了50%和62.5%，在轴间同步误差的最大值和均方根值上分别减小了60%和63.64%，明显提高了各轴的跟踪精度和双轴的同步性。　　大型薄壁件镜像铣削装备数控系统的良好动静态特性及各轴的高定位精度是确保加工精度的前提。基于UMAC控制器的伺服控制原理，通过Pewin32Pro2软件进行了PID反馈和速度/加速前馈的参数整定提高了数控系统的动静态特，并且采用双向误差补偿技术，进一步提高定位精度和重复定位精度。利用激光干涉仪检测机床各轴的定位误差，结果表明：数控系统各伺服轴的定位精度小于0.008mm，重复定位精度小于0.005mm，满足设计指标要求。