CNC齿轮测量中心是二十世纪八十年代利用电子展成法发展起来的光、机、电结合的高技术齿轮量仪。它由机械系统、测控系统和上位机测量软件三大部分组成。CNC齿轮测量中心不但能测量齿轮，而且可以测量复杂的刀具、蜗轮、蜗杆、凸轮等各种工件，具有测量精度高、速度快、功能强等特点。一次装夹可以自动完成被测工件的多项参数的测量，同时解决了许多利用传统方法无法检测的技术难题。论文首先对目前国内外齿轮测量中心和数控技术的发展现状况进行了综述，分析了齿轮测量中心的结构以及其数控系统的组成、结构和控制性能要求，就当前控制系统存在的不足，提出了基于Turbo PMAC2开放式运动控制平台改进数控系统的总体方案。控制系统以Turbo PMAC2为核心，应用双闭环模拟量输出控制方式，使伺服系统定位更加准确、动态响应性更快、控制更加柔和细腻。执行机构包括三个直线轴和一个旋转轴，三个直线轴采用松下A5电机及配套驱动器，旋转轴采用克尔摩根直接驱动电机及伺服之星驱动器。在Turbo PMAC2平台上开发了底层库PLC程序和与上位机通信的链接库程序，实现了四轴摇杆运动、测头保护、高低速运动、直线插补与样条插补等功能。由于Turbo PMAC2控制器用以太网与上位机进行通信，它本身的数据采集系统无法满足光栅与测头数据采集的需要，所以开发了一套以FPGA为核心的光栅数据采集系统。分析了光栅传感器的原理，设计了硬件电路，并使用Verilog HDL语言编程实现了光栅滤波、四细分与可逆计数以及测头信号与四路光栅信号的同时锁存，并进行了功能仿真与测试。对伺服系统进行了整体测试，实验结果表明经过改良的控制系统有效的提升了仪器的测量精度和稳定性能。