数控技术是一个国家现代基础工业的支柱，因此，加大数控技术的研究对我国制造业的发展是十分必要和有意义的。本文针对数控系统软硬件、数控插补、加工运动控制和加工过程可视化等关键技术进行了研究，主要研究内容和成果如下： 研究了DSP、FPGA、VHDL语言等相关先进硬件技术，提出了用高性能的DSP和大容量的FPGA来架构运动控制卡的方法。该方法大大提高了系统硬件的集成度和可重构性。利用高速的PCI总线实现运动控制卡和PC的通信。软件上，提出了一种快速读取双端口RAM的软件实现方法。利用高效、高精度智能数学库实现了定点DSP的浮点运算。应用速度和加速度前馈+反馈的控制策略实现高精度的位置控制。在此基础上，研制了基于DSP的三轴联动运动控制卡。 研究了梯形加减速和S形曲线加减速规律的动力学特性，采用等效的梯形加减速规律实现了S形曲线加减速规律的加减速实时精确的速度分析。该方法克服了用常规的查表法来近似计算S形曲线加减速速度的缺点。 给出了圆弧段数控加工运动的控制方法；对两相邻两直线或圆弧加工段的速度衔接提出了两种参数可调的方法：假设圆弧过渡法和基于最小冲击法。利用超前分析的方法，根据减速所需的最大距离提出了一种多程序段运动速度自适应平滑算法，实现进给速度提前减速。给出了离散时域和连续时域的速度衔接方法。 提出了一种简单而实用的NURBS曲线快速自适应插补算法。该算法充分考虑了机床的实际加工能力，对曲线段提前预插补减速所需的最大插补周期数，实现进给速度提前调整，使加工进给速度自适应地随着曲率半径和曲率半径变化率的变化而变化，从而使得加工运动更平滑。 在三角网格模型的基础上，提出了一种刀具扫描体的快速计算方法，该方法充分利用计算机图形学中直线和圆弧域的求交算法，变浮点乘除运算为有利于计算机硬件实现的整数加减运算。提出了一种操作方便的三角网格简化方法。该方法减少了加工过程中图形显示时的运算时间，提高了图形显示速度，实现了加工过程中图形的实时显示。 开发了一套基于DSP和PC的Windows平台下的数控系统。该系统应用本文开发的基于DSP的运动控制卡进行实时的控制，把Windows操作系统作为PC机应用程序的平台；利用组件技术、动态链接库技术和面向对象编程等软件开发技术来开发PC机的应用程序；应用高速的PCI总线实现运动控制卡和PC机的通信。该数控系统实时性好，稳定可靠，具有较强的可重构、可移植和可扩展性。