开放式数控系统是为了适应机床制造业在技术、市场和生产组织等多方面新的变化而提出的,其目的是使数控系统易变,具有很好的适应性和二次开发性。在CAK6136车床上进行了基于TwinCAT的开放式数控系统改造,对CAK6136车床的主轴控制、伺服轴控制、刀架转位控制等强电部分进行了整理分析,确定了所需TwinCAT模块的数量种类,通过TwinCAT PLC中关于轴控制的相关功能块和库实现了 CAK6136车床的伺服功能和相关辅助功能,完成了对CAK6136车床的开放式数控改造。恒负荷切削是一项极具工程意义的研究,国内外自适应切削主要就是恒负荷自适应切削。文章研究了基于主轴电流的切削力间接测量方案,通过实验论述了以电流有效值作为切削状态表征量可靠性,为了避免各种随机性因素对电流有效值产生影响,提出了以实时测量空载电流,并以切削电流有效值与空载电流有效值的差值作为切削状态表征量的方案。最后通过BP神经网络,实现了切削状态的在线检测以及恒负荷加工中进给量的计算。车削过程中颤振是导致切削不稳定的主要原因,通过实验发现颤振时主轴电流的概率密度分布情况与切削是否发生颤振有密切关系,切削状态越接近于颤振状态,电流的概率密度分布的双峰性越明显。通过核概率密度函数估计方法来在线辨识切削状态是否为稳态切削,并通过在线调节进给量来防止颤振的发生。最终实验表明在CAK6136车床上运用变进给量车削能提高加工表面的质量并能加大切削效率。