数控机床是现代制造业不可缺少的一种重要工具,虽然近些年来广大用户和一些数控系统开发商都在大力倡导系统开放,但由于数控核心技术可能牵涉到一个行业乃至国家的战略利益,要实现这一目标,还需要更多的努力和时间。正是针对这一现状,本文对数控系统中几个比较关键的技术作做了深入的研究和探讨。论文讨论的第一个核心问题是数控系统中的轨迹规划。为降低对系统实时性和硬件的要求,论文采用了离线轨迹规划。首先分析了离线轨迹规划的思路和策略,然后重点讨论了构成轨迹规划的两大核心技术:离线插补计算和速度规划。主要对直线插补、圆弧插补、广义直线插补和样条函数插补作了详细的讨论,之后,对单个平台速度的梯形、S型、梯形加抛物线模式进行了比较,对梯形加抛物线速度规划作了详细和深入的讨论,此外,还对不同平台速度之间的过渡处理和最后减速作了深入的研究,最后对单轴的速度规划作了探讨。数控机床是涉及到机械、电子、液压传动、气压传动等多方面知识的综合体,其故障诊断是相当麻烦的,论文针对数控系统的特点,引入了神经网络联想记忆功能,并对其在数控故障诊断中的应用作了深入的研究并证实了其适应性。对应于不同的机床,应配备不同的数控系统,适当的柔性可以减少不同系统间的重复开发、缩短开发周期、降低成本、方便系统二次开发。论文在对组态软件的深入介绍之后,讨论了组态软件在数控系统中应用的可能性和优势,并对应用组态软件后的数控系统体系结构作了探讨。论文最后对系统的软、硬件部分进行了分析,对系统开发平台和开发工具进行了介绍,并对系统的体系结构和软件体系结构作了详细的讨论。各种分析和深入的论证显示:论文所讨论的速度规划可以根据不同的平台速度进行自适应调整,使机床运行平稳;相对以往的实时插补,离线插补可以进行更为复杂的运算并可提高插补精度;离线轨迹规划降低了对系统的实时性要求,并容易实现系统柔性;具备神经网络联想记忆功能的故障诊断系统可对机床故障原因进行在线和离线的智能化诊断;组态软件所带来的优势及方便的二次开发可使系统在具备柔性的同时,也为系统的开放性提供了条件。