开放式数控系统建立在一个开放的平台上,实现开放性、互换性、可移植性和扩展性,具有模块化的结构,允许用户根据需要进行选配、集成和更改或扩展系统的功能,迅速适应不同的应用要求。国际上开放式数控系统研究的相继开展日益引起国内数控界的重视。但目前国内关于开放式数控系统的应用研究尚处于探索阶段。本文围绕着开放式数控系统设计中的相关技术,从开放式的体系结构、系统硬件的开放化设计、系统软件的建模与开发等方面进行了系统的分析,并结合单位实训教学需要进行了开放式数控系统的应用性开发探索,全文主要研究工作如下:(1)在分析探讨现代数控系统发展和开放式数控系统功能特性要求的基础上,结合数控系统设计,给出了开放式数控系统的规划。(2)在硬件结构上,以通用的PC机作为平台,结合运动控制卡良好的控制性能,配以步进电机及其驱动器,组成通用CNC控制系统的配置。采用成熟的PC机和NC硬件来组成控制系统,并遵循开放的标准总线PCI定义,使得构成的系统硬件体系结构具有开放性、模块化、经济性、可嵌入的特点,系统可靠性与运行精度有保障,非常适合于组成中小规模的数控系统。(3)结合硬件配置,进行了开放式数控系统的软件体系结构和开发方法的研究。在软件结构上,基于面向对象的思想,采用中断机制的控制策略与模块化的设计方法,系统的各功能的控制实现分别放置在相对独立的模块中,任意软件功能变化都不会影响到其他模块的运作,通过提供各个模块的相应接口,使之能适应不同用户的要求及应用于不同类型的数控机床上。(4)设计了一个基于PC的开放式数控系统,采用基于PC机+运动控制卡,运行在Windows NT平台上。数控系统的软件编制采用分层、模块化的设计思想,用户界面友好,操作方便,能够容易地进行二次开发、追加最终用户的个性化功能和支持第三方软件。此外,该系统还拥有良好的网络通信功能。目前已使用该系统取代CAK6140VA车床原有的数控系统,可在单机和基于DCOM技术设计的局域网络制造与视频监控系统下运行,用于高职学生的实训教学取得了较好的效果。