数控系统是数控机床的核心功能部件，其性能的好坏直接影响着数控机床的加工质量和加工效率，当前数控系统技术作为数控领域的先导技术和基础性战略技术，越来越受到各国的重视和大力发展。传统的数控系统为一种专用封闭的系统，大大限制了数控系统的功能扩展、平台匹配及模块的重用性。这使得当前数控系统技术的研究向着更加开放化、模块化及网络化的方向发展以提高数控系统的可互换性、可伸缩性、可移植性及可扩展性。为解决当前开放式数控系统运行平台的实时性差及数控程序解释运行方式造成的运行效率低下，插补功能受限等问题，本文提出了一种基于USB通讯方式的编译型数控系统，采用乒乓数据存储模式来降低系统的实时性要求，利用类似计算机中高级语言的编译方式处理数控程序，以解决解释运行方式存在的问题，并对系统的可行性进了理论分析和实验验证。本文通过对传统型数控系统工作原理的分析，提出了基于USB的编译型数控系统设计架构，研究了编译型数控系统实现过程中的数据存储模式、通讯方式及系统可行性分析等几个关键问题；采用模块化设计思想分析编译型数控系统硬件结构，将系统划分为基本功能模块和扩展功能模块，对各模块进一步细分，搭建起基于USB的编译型数控系统硬件系统；深入研究了USB数据传输方式、USB驱动程序模型、多线程操作机制及ARM处理器启动代码等技术，完成了上位机通讯软件、USB驱动程序及下位机系统固化程序的开发工作；通过对数控程序译码和插补原理的研究，开发出Windows操作系统下的数控程序编译器，在对CK0630型数控车床的传动系统和坐标系统进行分析的基础上搭建起基于USB的编译型数控系统实验测试系统。利用开发的基于USB的编译型数控系统进行虚拟和实际加工实验，与原数控系统加工效果进行对比，验证了这种编译型数控系统设计方案的可行性并提出下一步的研究重点。