数控技术在现代制造业中得到了广泛的应用,当前制造技术正在向高速度、高精度、柔性化和智能化方向发展,传统的数控系统难以满足用户的需要,而开放式数控系统解决了传统封闭式数控系统兼容性差、功能不易扩展,人机界面不灵活等问题,是现代数控系统的发展方向。本文介绍了开放式数控系统的特征和体系结构,分析了基于PC的开放式数控系统的四种组成形式,结合实际,开发出基于“PC+运动控制器”结构的开放式数控系统。该系统采用工控PC/104主板SBC-456/E和CF卡等相关外设作为控制计算机,并以日本NOVA公司的MCX314芯片为核心,设计出实现四轴三联动并具有直线、圆弧位元三种插补模式的运动控制器和相应的功能扩展板卡。系统软件采用分层、模块化和面向对象的设计思想,用户界面友好,操作方便,具有自动、手动加工方式、坐标位置实时显示、较强的编程能力、仿真加工和系统动态参数化配置等功能,并且利用TCP/IP协议实现了初步的网络功能。文中还对数控程序译码解释和刀具半径补偿的方法进行了研究分析。最后将本文开发的系统应用于活塞环锥面加工改造课题中,取代原数控车床CZK6136上的基于单片机的数控系统CNC27T,并在原型车床的基础上增加辅助运动轴,提高了锥面加工的精度和效率,同时也对进给系统做了相应的改造。在接下来的实验切削加工中,数控系统功能稳定,实现了预定的功能。同时文中也分析了本数控系统的不足提出了进一步工作的改进方向。