开放式数控系统的研究目的就是要解决变化频繁的需求与封闭的控制系统结构之间的矛盾,建立一种新型的模块化、可重构、可扩充的控制系统结构,以增强数控系统的功能柔性,能够快速而有效地响应新的加工需求,是今后数控系统的重要发展方向。目前数控领域使用的控制系统一般多为通用型,但对一些特殊的机床如专用磨床、专用位置控制设备、齿轮加工机床等往往需要有自己的专用界面以及一些特定的功能模块,这样才便于对设备进行操作和管理,更好地发挥数控系统的优势。齿轮加工机床有其复杂性和特殊性,运动关系复杂、调整因素多、影响加工精度的因素多,所以滚齿机对数控系统的要求更高、更特殊。而目前国内滚齿机配置的大多是国外的通用数控系统,所以在目前国内数控系统研发还没有形成成熟产品的情况下,研究对通用数控系统的二次开发,有其客观的必要性。本文正是基于以上考虑,通过对开放式数控系统、齿轮加工数控系统的分析研究,提出了滚齿机数控系统二次开发的思想;针对西门子数控系统,分析了其系统性能、结构以及二次开发原理、方法,并对系统二次开发进行了需求分析和功能模块设计;对目前市场迫切需求的滚齿加工自动编程和滚齿加工质量诊断模块进行了重点研究,主要包括:通过分析滚齿加工原理、数控编程技术,建立了滚齿加工自动编程方法的数学模型,并据此对自动编程进行了系统设计和流程设计,最后利用西门子二次开发工具使系统得以实现;通过对工序质量控制、工序质量诊断、智能质量诊断以及滚齿加工质量特性及其影响因素的研究,建立了滚齿加工质量控制模型,研究并构建了基于质量诊断的工序质量控制系统框架,并对各个组成部分进行了具体分析和模拟仿真,为在西门子数控系统上的实现奠定了基础。