数控(NC)系统种类繁多,形式各异,架构方式上都有各自的特点。目前常见的控制系统架构有:高度集成化的控制系统,其数控功能与自动化硬件平台高度融合,采用这种架构方式的控制系统针对性强,可靠性高,但不具有开放性;基于运动控制卡的控制系统,将数控功能集中在运动控制卡中,计算机只负责实现人机界面等非实时辅助功能。这种结构能在充分保证系统性能的同时实现人机界面等非实时辅助功能的开放化与自定义,但是系统的运动控制效果完全由运动控制卡决定,运动控制部分无法实现开放化。LinuxCNC是一款基于Linux操作系统的开放式数控软件,它将数控功能如编译、解释、插补和轨迹规划等全部集中在计算机上,由计算机上的软件模块执行。基于Linux CNC的控制系统具有开放式体系结构控制系统的特点,可通过计算机硬件接口或总线对外部硬件设备进行控制,具有良好的灵活性和可扩展性,能够快速地适应硬件设备的更新换代。本文设计实现了基于LinuxCNC的多轴控制系统,设计初衷是在保证一定加工精度的同时以较低成本搭建开放式的多轴控制系统。在本文中,多轴控制系统主要由控制部分和目标受控设备(进给轴电机和主轴电机等)两部分组成,控制部分是安装在计算机上的LinuxCNC,受控目标设备主要由伺服驱动器、服电机、变频驱动器、主轴电机和床身组成。本文的工作内容是通过对LinuxCNC的扩展与重新配置实现其与自定义硬件设备的匹配,搭建多轴控制系统并对其进行测试验证。多轴控制系统的测试验证包括进给轴部分的功能验证、主轴部分的功能验证、辅助设备(手轮)的功能验证以及多轴控制系统的整体验证。基于LinuxCNC的多轴控制系统可用于进行实际数控加工,也可用于研究机床设计、加工过程监测和控制算法分析等,具有重要的科研及应用价值。