随着消费类电子产品更新换代越来越快，PCB市场需求旺盛，对PCB数控钻孔机等相关制造设备的性能要求不断提高。数控系统作为PCB数控钻孔机核心部分，直接影响钻孔机的加工精度、加工效率及可靠性。本文对PCB钻孔机数控系统研发中的若干关键技术展开研究，并开发出一套基于PC的PCB钻孔机数控系统样机。为了便于实现数控系统的开放，采用“PC+运动控制卡”的数控系统结构。通过分析PCB钻孔机数控系统的需求，规划了系统的总体结构，设计了系统硬件，并重点对上位机软件和运动控制DSP软件各主要模块进行了详细设计开发。优化PCB钻孔走刀路径可以缩短PCB钻孔走刀定位时间，提升钻孔加工效率。为此，建立了PCB钻孔最佳走刀路径模型，并提出一种基于聚类分区的蚁群算法，有效解决了PCB钻孔走刀路径优化问题，显著提高了优化效率，具有良好的工程应用价值。为提高机床运动平稳性，保证PCB高速钻孔加工的精度，将S曲线加减速方法应用于PCB钻孔机数控系统，给出了具体实现方法；同时还提出了一种分数次幂多项式加减速算法，能够保证加减速过程中加加速度的连续，进一步改善系统的运动平稳性。在钻孔机上对开发的PCB钻孔机数控系统进行了测试，验证了路径优化算法和加减速控制算法以及系统样机的有效性和正确性。