为了满足高速高精加工过程中对计算能力和数据传输能力日益增高的要求，数字化与网络化已经成为高档数控系统的一个重要发展趋势。目前，国外主要的数控系统厂商都开始采用现场总线作为控制网络来完成数控系统中各级通信要求。但这些现场总线多采用专用的硬件设备，技术保密，互不兼容，开发成本高。另一方面，以太网实时通信技术近年来得到了蓬勃发展，由于以太网具备高带宽、廉价、开放性好、易使用、便于与Internet和其他工业应用整合等特点，已经成为了未来现场总线的发展方向之一。　　 以交换技术为基础的交换式以太网采用了全双工和“微网段”工作方式，避免了总线冲突，大大提高了以太网的实时性能，逐步成为以太网实时性问题的一个重要研究方向。本文在分析数控系统加工过程中数据流特点的基础上，提出了使用交换式以太网作为其通信网络的系统实现方案，设计了“星型”结构的基于交换式以太网的数控系统，并对该系统进行了时延分析和可行性分析。然后本文就该系统的实时通信、系统时间同步与可靠性展开研究，分别提出了基于网络演算理论的交换机服务策略与调度算法，采用交换机作为系统主时钟和基于定时机制的时间同步方法及硬件冗余与数据冗余结合的可靠性方案，并分别通过仿真和原型系统的方法对上述研究成果进行了验证和分析。