采用先进的科学技术和先进的生产设备，是减少劳动损耗，增加社会积累的重要手段之一。数控设备是先进生产加工设备，采用它能够大幅度地提高生产效率。机床的数控化率已成为衡量一个国家机床工业发展水平的重要标志。近年来，随着计算机技术的发展，数控设备的发展越来越快，其应用也更加广泛。我国的机械制造水平与发达国家的差距还很大，采用先进的工艺装备一数控机床，逐步增加我国机床中数控机床的比重，已成为我国机床制造技术发展的总趋势。要提高我国的机床的数控化率，通常通过两个途径来实现，购买新的数控机床是提高数控化率的主要途径；配置和更新数控系统，对旧设备进行改造也是提高数控化率的又一途径。我国现有大量的陈旧设备，根据我国各企业的实际经济情况把这些性能落后、生产率低的旧设备全部闲置或淘汰，用新的设备去取代，是不现实的。因此，根据旧设备的实际状态情况采用较少的资金对旧设备进行数控化改造，使其达到新设备的性能就显得尤为重要和突出，从长远来看我国的机床数控化改造工作有着良好的发展空间，是一项非常有发展前景的工作，所以为了尽快提高我国加工设备的总体水平，缩小和发达国家的差距，加快我国的机床数控化改造的前进步伐已经成为当务之急。 数控火焰切割机以其在中厚板切割上的优势，在造船、机车车辆工业上得到了广泛应用。本文主要以对一台性能老化、效率低的旧火焰切割机进行数控化改造为例，对数控设备的整体控制过程及硬件和软件的选择、设计、编制进行了理论分析和实验研究，通过对数控系统的理论分析和大量的实验研究，合理地设计出数控火焰切割机的控制系统、伺服驱动系统、割炬升降系统，编制出相应的控制程序，设计并绘制出电路原理图，以达到独立进行机床数控化改造的能力。 本文首先回顾了国内外数控火焰切割机的发展和现状，阐述了国内外机床数控化改造发展缓慢的情况。数控火焰切割机的发展经历了简易数控、专用数控和开放式计算机数控三个阶段，指出了开放式计算机数控系统具有使用灵活、方便和成本低的特点，已经成为当今的发展方向。因此，本文采用的控制系统是以wIND0wS95为操做平台的开放式计算机数控系统，具有NC嵌入PC结构，由工控机+开放式运动控制卡构成，运动控制卡选用具有DSP技术的2轴控制卡。并且详细介绍了运动控制卡的原理及硬件和软件、参数选择设计的原则，设计和绘制出相应的电路图。 对于伺服驱动和割炬升降系统，本文介绍了交流伺服驱动器和无刷直流驱动的原理、优点，根据实际情况选择松下交流伺服驱动系统，并将原单边驱动改为双边驱动，给出了硬件、软件选择、设计的原则及最佳匹配参数。本文还对割炬升降系统、抗干扰系统、设备的操作使用进行了优化设计选择及操做说明。根据过去积累的经验，通过大量的实验对电路参数进行不断的调整以达到最佳配置，在理论分析的基础上，搭建了实验电路，实验结果表明本设计方案中的各设计指标均达到预期效果。