开放式数控系统是数控系统发展的趋势,也是当前研究的热门。本文基于COM 组件技术对开放式数控系统进行了研究、设计与实现。研究了开放式数控系统体系结构,构建了具有良好开放性的数控系统,并对该数控系统硬件、软件的实现方法作了阐述。在分析COM 组件技术开发开放式数控系统优势的基础上,采用该技术对开放式数控系统软件进行了详细设计,包括软件结构的设计、功能组件的合理划分、组件间的协调与通信、关键组件模块的实现等。采用编译加解释的方式处理数控代码的编译,在加工执行时,用较小的内存实现了从数控代码到插补控制命令的转换。采用多线程技术实现组件模块间的协调和通信,将windows 提供的线程同步方法和COM 技术提供的线程同步方法相结合较好地实现了线程同步。插补算法方面,采用上下位机的形式对加工零件进行粗/精二次分层插补,并提出粗插补时上位机采用终点坐标修正和插补速度修正的方法实现数控系统的闭环控制。采用运动控制卡、硬件定时卡和windows 系统定时器解决数控系统实时性问题。对实时性强弱的不同要求,用不同的方法给予满足,提高了系统的性能,同时又节约了系统资源。提出用软件PLC 解决数控系统的逻辑控制问题,并设计了软件PLC 的开发系统和运行系统。软件PLC 的设计研究中使用了如下一些方法: 用位图实现梯形图的绘制,用链表数据结构反映梯形图元素输入的先后顺序,用二维数组反映元素间的排列顺序,用二叉树反映元素间的逻辑关系,用指令表的形式记录梯形图编译的结果。从链表到二维数组,从二维数组到二叉树,从二叉树到指令表,这一系列的转化过程构成梯形图的编译过程。软件PLC采用周期循环的运行方式,在一个运行周期中,逐条解释指令表中的指令并执行。本文巧妙运用堆栈解决软件PLC 执行中的逻辑运算。目前,该课题的研究成果已成功应用于工业生产中。