连续纤维3D打印是纤维增强树脂基复合材料的一种自动化成型工艺。传统连续纤维3D打印的“2.5D”打印方式具有纤维自由走向受限、打印速度慢、灵活性差等缺点,这可通过更多自由度3D打印方式加以解决。然而目前典型的3D打印机控制系统存在着可联动轴数较少、实时性差、可重构和可扩展性难以满足个性化的开发需求等问题,无法实现多自由度3D打印以及空间中连续复杂轨迹的精确成型。针对这些问题,本文将面向连续纤维3D打印,设计搭建摆头转台式的“5+1”轴连续纤维3D打印机,从控制层面出发,紧跟数控发展的前沿性工作,将连续纤维3D打印技术与开放式全软件型数控系统相结合,开发具有自主知识产权的连续纤维3D打印开放式五轴数控系统,为实现五轴3D打印成型提供解决方案。针对连续纤维3D打印,确定了前置处理与后置处理的任务流程。前置处理中基于三次B样条插值方法获得了列表曲面任一离散型值点的喷嘴位姿,并考虑连续纤维3D打印的工艺特点提出了喷嘴位姿偏置算法。后置处理过程中建立了五轴3D打印机的运动学模型,并结合打印机具体的结构形式研究了正逆运动学算法,为实现空间中的复杂轨迹奠定了理论基础。利用硬件抽象层技术完成了开放式全软件型数控系统个性化功能模块的开发与集成,具体包括:伺服轴通讯模块、五轴运动学算法模块、龙门轴控制模块、多轴扩展模块以及IO模块,同时实现了CAM后处理环节与数控系统CNC的集成。并将这些模块以“热插拔”的形式封装起来,保证了面对不同的加工任务或需求时,可以实时动态地加载或卸载不同的功能模块,而不对软件数控系统的基本框架无产生影响。为验证所开发数控系统的实时性,开展了延迟测试、抓包测试实验,结果表明:优化后的实时内核最大抖动小于5μs,集成Ether CAT后的数控系统最大抖动小于50μs,实时性较好。最后,通过平板件的三轴打印实验、拉伸性能实验与形貌观测,机翼以及点阵结构的四轴打印实验,机翼表面的五轴“缠绕式”包裹打印实验证明了所开发的连续纤维3D打印机及数控系统具备成型平面以及空间连续复杂轨迹的能力。