“中国制造2025”和德国“工业4.0”对智能制造战略进行了布局,使得我国正逐渐从工业大国转变为工业强国,数控技术(NC)是实现此战略的重要举措。针对当前国内数控系统研发与应用具有专门化、定制化的特点,存在技术复杂、开发困难、应用繁琐等问题,本文以大连理工计算机控制工程有限公司(DCCE)的产品为研发平台,开发了通用数控系统的总体设计架构,降低开发难度,提升应用水平。首先,研制以网络为基础的系统模块化设计方法,针对数控系统的功能需求,提出了通用数控系统的模块化设计方案,并确定了系统选取的软硬设备。其次,以模块化的思想完成了高速网络化数控系统的电气组成,其中每个轴功能实现均在对应的环网伺服器中独立完成,降低了系统的耦合性;轴与轴通过以太网实现彼此间的协同运动;而系统所需的其他控制功能在控制器中实现,并根据系统的功能进行环网伺服器参数的设置,完成硬件系统的初始化。同时,对系统的操作界面进行了设计。接着,完成了以图形化编程为基础的控制程序设计方法,依次完成控制器参数的配置和控制器程序开发。参数配置包括通信参数的配置、单轴运动参数的配置以及轴组运动参数的配置,控制器程序分成单轴控制程序和轴组控制程序两部分。其中单轴控制程序包括单轴初始化、单轴示教、单轴保护以及单轴变量监控,轴组控制程序包括轴组初始化、轴组示教、轴组运行、轴组保护以及轴组变量监控。随后,完成了以人机界面组态为基础的操作界面开发方法。在界面开发过程中,依次完成设备的配置、变量表的编辑以及人机界面的设计。其中人机界面分为六种类型的监控界面,包括监控主界面、单轴监控界面、轴组监控界面、机器视觉监控界面、G代码转换与下载界面以及变量表监控界面,方便用户进行界面功能的增加与删减。然后,研究了灰度图、CAD文件自动生成G代码技术。包括灰度图图像信息的读取、CAD文件矢量信息的读取、加工路径的简化以及插补类型的确定。采用dmap2gcode软件和F-Engrave软件分别将灰度图和CAD文件转换成G代码,并在NEDITOR软件对转换的G代码进行仿真,确定加工状况。最后,以雕刻机作为执行机构,完成通用数控系统的测试与验证,分别完成了雕刻机数控系统的电气实现、调试、界面功能验证、精度测试以及加工工件的效果验证。结果表明该通用数控系统解决方案达到了数控加工的加工要求。