数控雕刻机越来越被广泛的应用，产品需求的多样性对雕刻机提出不同的要求，使得雕刻机实现多样化，更大程度满足市场需求。本论文对基于加工回转体零件的雕刻机控制系统做了深入研究。文章研究了数控雕刻机整体结构，对基于加工回转体零件的数控雕刻机硬件构成和软件设计做了详细研究。利用SolidWorks建立雕刻机机床机械模型，全面分析了其机械结构组成。数控系统上位控制采用“PC+PCI-1750”方案，利用Windows XP作为数控控制平台。利用C++Builder6.0编制应用控制程序，调用控制卡中的运动库函数，从而实现对步进电机的控制。利用板卡外部事件中断功能以及Windows多线程技术，解决了系统多任务实时性控制的问题。采用变频器控制电主轴换向及转速。分析了基于回转体零件数控雕刻机各轴传动方式，对数控雕刻机各轴选择了合理有效的传动形式。本数控雕刻机Y轴采用移动龙门式结构，传动方式采用齿轮齿条传动，Z轴选用滚珠丝杠传动，最后介绍了旋转轴的安装及数控分度头的使用。分析了几种圆柱面螺旋线插补算法，对每种算法的优缺点做了具体分析。提出将圆柱面螺旋线三坐标转化成两坐标表示，将传统逐点比较法用相似性原理进行了延伸，研究出了一种新的圆柱面空间螺旋线插补方法。利用第四轴替代算法解决圆柱面上一般曲线的雕刻加工问题。提出一种空间曲线参数方程插补算法，解决了圆锥面螺旋线的插补运算问题，并通过实验验证了上述算法的正确性。在实际生产过程中，雕刻图案一般较为复杂，手工编程已不能满足生产需要，利用自动编程技术可高效产生数控程序。本文利用MasterCAM图形交互式自动编程软件实现回转体零件雕刻自动编程，并进行了仿真加工研究。