近年来,开放式数控系统设计思想的提出以及PC技术的快速发展,现代数控系统正向开放式数控方向发展。开放式数控系统采用模块化的设计,具有灵活多变的优点,非常适合现代制造技术发展的需要。本文先分析了数控系统的总体架构。实验室原有数控系统功能采用全软件实现,但是因为执行程序需要一定的时间,相对对一定运行频率的处理器而言,速度的提高不是无限制的。特别是在现代高速加工场合,采用全软件实现的数控系统,其速度和加工效率将成为加工的瓶颈。因此,随着大规模可编程逻辑器件FPGA技术的发展,本文提出了全新的SoftDMC运动控制器概念,即在FPGA中嵌入一个小型的DSP核。在此基础上,将一部分数控功能(数控精插补)放在硬件上实现的方案。目前常用的插补算法用软硬件均可实现。本文采用粗精两级插补的方案。粗插补采用基于小线段衔接算法和速度规划的数据采样插补算法,运行在工业控制计算机的RTLinux平台下;精插补则是采用三次样条精插补算法,运行在Mesa5I20运动控制卡的SoftDMC平台上。这样可以充分利用软硬件的资源,缩短插补周期,进而减小由插补算法的近似逼近造成的轮廓轨迹误差,有利于提高插补运算的输出精度,实现高速高精度加工。