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随着制造装备业的快速发展,我国对数控机床的需求日益加大。开放式数控系统因具有可互操作性、可移植性、可二次开发性等特点,是目前数控系统发展的主流方向。在开放式数控系统研究方面,欧美等国家已经走在了前面,我国的相关研究还处于起步阶段。因此研发自主产权的开放式数控系统对我国制造业的现代化有非常重要的意义。本课题设计的开放式数控系统是基于PC+可编程运动控制单元,针对交流伺服电机应用。进给伺服装置接收的脉冲输出采用双脉冲的方式、DAC输出模拟电压控制主轴变频器、光电编码器为系统反馈电机实际位置的控制方式。操作平台采用开源性系统RTLinux,可编程运动运动控制接口板的主控芯片采用在数字通信领域应用广泛的FPGA,PC机与可编程运动控制单元的通信采用PCI总线的方式。本论文主要做了一以下工作:1.设计了数控系统的总体方案,针对技术要求,对FPGA芯片、PCI总线接口方案及PCI总线接口芯片的进行选择。2.设计了数控系统的运动控制接口板的硬件总图、并对各个部分进行分析和设计。包括FPGA相关的电路设计、伺服接口的硬件设计和PCI总线接口的电路设计三个部分。最后,给出PCB设计的流程和注意事项并对电路板进行测试、验证。3.采用VHDL状态机的形式对FPGA内部各个逻辑模块进行设计,这部分内容主要是如何实现PCI驱动与运动控制接口板的通信以、运动控制接口板对数字伺服装置的控制和电机位置信息的反馈。4.实现PCI总线接口芯片CH365在RTLinux下的驱动程序。在RTLinux环境下通过对EEPROM芯片M24C64的读写操作对PCI驱动进行测试。5.对硬件抽象层做了初步的研究。描述了主轴驱动装置、进给驱动装置的接口信号设计,最后,将本文设计的数控系统应用于数控加工现场应用。