在工业装备制造领域,数控机床是其核心设备。如今,评价某个国家的工业制造水平,离不开数控技术的发展层次。西方的数控机床发展得较早,当前西方发达国家大多实现了高端数控,这是其工业核心竞争力的重要保有手段。国内的数控机床还处在转型期间,在发展高端数控的同时,也不能忽视中低档数控机床的发展,这是因为我国的加工制造业市场广泛,中低档数控机床依然有着广阔的前景。此次研究的数控系统即针对中低档数控机床而言的,是一种较为新型的效率高、成本低的数控系统。此次研究的数控系统架构为MCU(Microcontroller Unit,微控制单元)+CPLD(Complex Programmable Logic Device,复杂可编程逻辑器件),主要对系统的逻辑控制模块及电源进行设计和实现。系统的逻辑控制模块包括双轴伺服控制模块、主轴编码器模块、手轮控制模块,这些模块是构成系统软件的核心组成部分,可以对加工工件进行有效的控制。数控系统的精确度要求很高,所以其电源保障不可或缺。本系统的电源设计包括核心电源、LCD背光电路、LM358的电源电压、掉电保护电路、系统抗干扰等方面的设计。本论文主要研究内容:对数控系统的工作原理及体系结构进行深入的分析,着重分析了数控刀具的切削原理、刀具的补偿原理以及插补原理,并在此基础上提出几种常见的插补算法。设计了数控系统的运行环境,主要对各功能模块进行设计。论文的核心部分为数控系统控制软件的设计和实现,首先论述了MCU+CPLD的系统架构,并对两者之间的通信协议进行实现,定义了每一个寄存器,证明了系统软件最小误差法的插补算法。最后实现了系统的逻辑控制。本数控系统经过一段时间的研发与调试,各控制模块的功能基本实现,插补精度达到了um级,进给速度最高能够达到15m/min,系统的可靠性较高,可以长周期安全稳定运行,基本能够满足数控机床的加工要求。