可重构制造系统是未来制造系统发展的新趋势，而可重构数控系统是实现可重构制造系统的关键技术。可重构技术可以增强CNC（计算机数控）系统的柔性，快速响应加工需求的变化，并能合理配置系统资源，节约生产制造成本。另外，随着微电子技术和现场可编程逻辑器件的发展，嵌入式数控系统将是今后一个重要的发展方向。从宏观的角度来说，研究嵌入式可重构CNC系统，既顺应国家政策，也符合加工市场的需要。目前国内基于嵌入式体系结构的CNC系统研究不多，且结构设计上较少考虑系统的可重构性，逻辑扩展能力不强，系统通用性较差；另外，尽管NURBS插补算法研究的人很多，但几乎没有考虑短样条曲线的插补情况，以致算法的通用性有所欠缺。基于以上原因，本文首先提出一种嵌入式可重构的CNC系统体系结构，然后在此基础上研究了NURBS插补算法和可重构伺服算法。最后，开发和搭建了嵌入式可重构CNC系统，并通过实验和项目应用证实了系统平台的性能。主要研究工作和创新之处体现在：1.通过分析基于PC机的数控系统及目前嵌入式数控系统结构存在的局限性，结合开放式数控系统的功能需求，提出了一种模块化、可重构的嵌入式CNC系统体系结构。该系统改进了传统的基于ARM+DSP+FPGA的嵌入式系统设计结构，并扩展了工业以太网功能模块。在此基础上，从软、硬件方面分析了系统的可重构性及网络功能。2.在研究和分析伺服工作模式和相应的控制方法的基础上，结合当前市场上出现的商用运动控制器的优缺点，提出了可重构伺服算法模型。同时，基于此模型分析了算法的可重构性，并以数字PID控制器和陷波滤波器作为重点介绍了算法的实现。3.提出了一种新颖的、精确的实时NURBS插补算法，克服了现有NURBS曲线插补算法的不足。该算法采用S曲线加减速方法，优化了前瞻过程。同时，算法通过引入环形缓冲区和预插补（非离线），提高了加工效率，并通过合理地安排插补任务增强了系统的实时性。4.依据提出的嵌入式可重构CNC系统的体系结构，设计并实现了一个具有工业以太网功能的模块化嵌入式可重构CNC系统，给出了系统关键硬件模块的组成及接口电路的设计，同时介绍了系统应用层和硬件驱动层软件的实现。5.基于本文设计的可重构嵌入式CNC硬件平台及提出的相关算法，搭建了一个可重构的嵌入式CNC系统控制平台，并通过实验和项目应用验证了系统的性能。