作为数控雕铣机的控制核心，雕铣机数控系统性能的优劣直接决定了数控雕铣机的加工效率和加工质量，对整个雕铣机的性价比和市场竞争力起到了决定性的作用。然而当下国内的自主研发的雕铣机数控系统在性价比上都相对较差，因此本文在对雕铣机数控系统深入研究的基础上，进行其应用集成的开发，旨在开发出一个具备离线全局速度最优解的前瞻速度规划功能和具有良好性价比的嵌入式雕铣机数控系统。根据这个目标，本文进行了以下的研究工作：对数控雕铣机的总体进行设计，为了实现高速高精的加工要求，重点对高速主轴和高速直线进给系统进行了分析；在数控硬件系统上，本文通过多方对比研究，选择了基于ARM的嵌入式数控系统硬件结构，它具有低成本、高可靠性等优点；还确定了以Linux2.6.33+Xenomai2.5.3作为主要的软件开发平台，并且采用hnc-arm SDK开发包进行雕铣机数控系统的研发。针对国内现在主要的在线前瞻无法实现全局速度最优解的现状，提出了离线全局最优速度前瞻的算法，阐述了其具体的实现过程。最终对本算法进行了仿真对比分析，证明了本算法的可行性和优效性，对于目前雕铣机的高速、高精加工具有很重要的意义。在遵守基本的人机交互设计原则的基础上，对本文的人机交互系统进行了UML建模分析，确定了坐标设定、程序功能、刀具插补、图形对话编程、参数设置和诊断功能在内的六大功能模块。通过全新的消息处理机制和界面菜单交互的配置控制机制的运用，对六大功能模块进行了有机的结合，实现了一个方便实用的人机交互系统。