数控技术的飞速发展，使得机械制造加工的自动化程度不断提高。近年来，数控技术在雕刻加工中得到了广泛应用。现在广泛应用的数控雕刻机控制系统只能插补直线和圆弧，随着社会需求的不断提高，这两种线型已不能够满足需要。应淄博质恒工贸有限公司的要求，为该企业开发一套雕刻机数控系统，要求该系统为了功能的富裕能插补尽可能多的线型，并且还具有这些线型间的刀具半径补偿功能。因此，本文提出了“基于曲线合成插补理论的三维数控雕刻机控制系统的研究与设计”课题，并在实验室的雕刻机上进行了运行调试，本文主要研究了以下内容：　　确定基于工业控制计算机的开放式数控系统的控制系统类型，设计了以研华 PCI-1750数据采集卡为主的数控电路，实现了三轴的联动和电主轴的转速控制。采用 VC6.0高级编程工具，自行开发了雕刻机数控系统，该系统包含多个功能模块，满足了数控雕刻机的使用要求。　　插补和刀具半径补偿是数控系统重要的功能模块，决定了数控系统的加工精度和档次。本文采用差分插补理论实现了平面内直线、圆弧、椭圆、双曲线、抛物线的插补，采用数字积分法实现了空间直线的插补。由于直线和圆弧的等距曲线还是原来的线型，本文采用传统方法对这两种线型进行刀具半径补偿。但是，椭圆、双曲线、抛物线的等距曲线已不再是原来的线型。直接求取它们等距曲线比较困难，本文采用合成插补理论对椭圆、双曲线、抛物线的进行刀具半径补偿，并且利用基于合成插补理论的尖角内角理论完成了各种线型之间的自动转接过渡，实现了数控雕刻机的 C功能刀具半径补偿功能。采用差分插补理论和合成插补理论对二次曲线进行插补和刀具半径补偿，省略了曲线拟合过程，降低了加工曲线的 CAD/CAM几何误差，提高了系统的加工精度。　　论文还对数控加工图形的屏幕显示进行了研究，通过对空间点的投影变换、平面比例缩放、平移等操作，获得数控加工图形的三视图显示和正等轴测图显示，并且使得图形以最大的尺寸在显示区域中居中显示。有利于加工代码的检错以及加工轨迹实时显示，提升了数控系统档次。