随着社会经济迅速发展，数控雕刻机在广告、工艺品雕刻等行业中的表面加工方面起到了越来越重要的作用，数控雕刻机的广泛使用使得对专业的数控雕刻人才需求量大幅增加，而现阶段作为培养数控人才主要力量的高等职业院校和高等院校，其培养数控人才能力受制于普通数控雕刻机功能相对单一、金属床身难以观察内部情况、价格昂贵、维护复杂等问题，这让很多教学经费不充分的高等职业院校难以承受。为了解决这种困难，让学生们既能直观的了解数控雕刻机内部电器元件组成和运动原理，又能动手编程、操作这种雕刻机，加工出零件模型，研制适合教学需要的透明数控雕刻机及数控系统很有必要性。本文认真分析了研制教学型数控雕刻机的可行性及设计方法。首先利用增加数控分度的方式，可以使数控分度头卡盘中心沿着笛卡尔坐标系中X轴或Y轴，也可以沿着Z轴。使得这种数控雕刻机既可以在平面上雕刻直线、圆弧图案，也可以头以在平面上或圆柱端面上加工图形，完成对普通数控雕刻机的功能扩展，扩展了数控实训教学的范围。研究了研制功能扩展的教学型透明数控雕刻机的整体方案设计，确定了机械主要传动部件并完成选型，明确了以“PC+PCI-1750数据采集控制卡”的模式对硬件控制部分做分析设计，确定了模块化的软件开发思路，设计出人性化的软件操作界面，完成控制电路设计，并搭建实验平台取得了实验成功。主要分析数控雕刻机数控系设计部分。研制了符合本课题数控系统需要的编程结构和格式，设计开发了相应程序编译模块。在Windows平台上运用VC++6.0编程软件，完成了本多功能教学型数控雕刻机数控系统的软件的编程，完成对直线插补、圆弧插补、直线和圆弧综合插补过程轨迹在编制的数控系统软件中模拟演示。研究刀具半径补偿功能，主要分析C功能刀补原理，对直线、圆弧刀补半径补偿计算。