随着数控加工技术的发展和复杂曲面零件的广泛应用，数控系统被广泛应用于机械、电子、计算机、自动控制、检测等各个领域，开放式数控系统的研究目的是要建立一种新型的模块化、可重构、可扩充的控制系统机构，以增强数控系统的功能柔性，能够快速而经济地响应新的加工需求。 国际上开放式数控系统研究的相继开展日益引起了国内数控界的广泛关注。但目前国内关于开放式数控的研究尚处于初步探索阶段，相关研究往往仅限于局部，缺乏系统的研究。本文围绕着开放式CNC(Computer Numerical Control)系统设计中的若干关键技术，从体系结构分析、系统硬件结构地开放化设计、驱动程序的开发以及运动控制中插补技术等方面进行了研究。全文主要研究工作和成果如下： 从概念设计的角度，系统研究了基于PC(Personal Computer)的开放式CNC系统的关键性基础问题：CNC体系结构的概念及其对系统性能和发展的重要性，现有CNC系统体系结构的特点和缺陷，CNC系统体系结构开放的必要性、开放的理念和目标以及实现开发的途径。在需求分析的基础上，给出了开放式CNC体系结构的设计原则和概念模型，为进一步实施开放CNC系统的软、硬件结构构造和详细设计提出了一个总体参考模型。 对开放体系结构CNC系统的开放特性需求，研究了数控系统硬件结构开放化设计原则：通过对CNC系统硬件模块划分和总线选择方法的深入分析，提出了基于现场总线和PCI总线的分布式模块化CNC系统硬件结构，并详细设计了基于CAN总线的模块化体系结构以及各功能模块。 采用先进的PCI总线技术，实现了与PC机系统的开放式连接，开发基于Windows2000的WDM(Windows Driver Model)驱动程序。 对开放式CNC系统曲线插补技术进行了研究。