随着机电一体化技术的快速发展，数控技术在机床控制领域中得到了越来越广泛的应用。近年来，适用于X-Y 平面内小尺寸金属钢板切割的小型数控切割机以其体积小、使用方便、具有很强的性价比等竞争优势受到了用户的青睐，市场前景看好。但是，目前市场上已有的系统大都是进口系统，国内在这方面的研究开发还很少，因此，研究和开发具有自主知识产权的小型切割机的控制系统有着重要的研究价值和广阔的市场前景。 本文以一个典型零件的加工为例，扼要的介绍了数控切割加工的工作过程、工艺要求和特点，然后比照现有大型数控切割机的功能、技术要求并考虑到小型数控切割机低成本的特定要求，“裁减”出了小型数控切割机的功能要求和技术指标，在此基础上，提出了系统的整体设计方案并进行了论证，确立了以DSP 为运动控制核心，以FPGA为I/O 逻辑操作的硬件设计方案。 方案确定后，对各构成模块的硬件设计进行了讨论。DSP 为运动控制的核心器件，主要完成运动轨迹的插补和速度控制，并与交流伺服电机构成位置半闭环控制系统，同时结合FPGA，增加了系统的灵活性。FPGA 主要用来实现切割过程中的辅助功能（例如：I/O 逻辑操作、LED 显示、键盘响应等），RS-232 串口提供了系统从PC 机获得切割代码的手段，方便了项目前期开发过程中的调试工作。在论述系统软件设计之前，先介绍了运动控制的理论基础，然后根据切割工艺的特殊需求，具体讨论了各模块的软件功能：由DSP 实现的运动轨迹插补算法；由FPGA 实现的I/O 逻辑控制；串口读写文件的软件实现；为提高切割质量采取的连续轨迹控制、转角速度预处理策略等，并给出了部分软件的流程图。另外，受成本限制，本系统存储空间小、无液晶显示器和全字符键盘等，无法在系统上直接进行加工代码的编辑等工作，为此，本文还开发了功能较为完善的、运行于PC 机上的加工代码自动生成软件，该软件基于图形化的零件库，仅输入参数即可生成所需的加工代码，并且还具有代码编辑、模拟切割运行和割缝补偿等功能，显著地提高了系统的实用性和编程效率，降低了废品率，大大地方便了用户。最后，本文对系统进行了测试验证，得到了较为满意的结果：对于给出的测试工件，系统能够在实验平台上准确地画出相应的图形，位置精度满足切割加工要求；工作过程中运行速度平稳，I/O 逻辑动作正常；特别是完成的计算机辅助编程软件可纠正EDGE6 出错的割缝补偿问题，其割缝补偿功能比国外系统更为完善。这些结果表明，本论文完成的数控系统方案可行、设计合理，达到了预期要求。由于该系统的开发涉及的知识面较广，工作量大，因此，本文完成的数控系统距产品化还具有一定的距离，但是，本文的研究工作为国产小型切割机数控系统的进一步开发和市场推广打下了基础。