开放式结构数控系统己经基本形成技术规范和应用体系,开放式控制的设计理念和支撑环境己经确立,在通用PC机和通用操作系统上开发全软件开放式数控系统是CNC发展的必然趋势。五轴联动及高速高精度轨迹控制技术是高档数控系统最重要的核心技术,是发达国家争相发展的先进制造技术。数控系统的实时预处理功能是实现各种数控功能和数据接口的重要环节,实时预处理系统包括NC程序译码、刀具补偿、数学处理等部分。本文根据五轴联动加工需要,设计基于Windows NT RTX的全软件数控系统,对五轴联动数控系统的实时预处理功能和界面功能的实现展开了论述,并对其中的一些关键技术进行了深入的研究。1.根据五轴数控系统基本功能对全软数控系统的软件结构进行系统设计,完成数控系统中实时运动控制功能的模块化划分、模块间通信接口的定义和软件平台架构的设计。2.对五轴CNC系统数据预处理模块进行了分析和设计,开发五轴联动数控系统实时解释型数据预处理模块,研究五轴联动刀具长度补偿功能。3.五轴系统界面设计和实现。参考当前先进的数控系统功能,分析系统的功能需求,设计数控系统界面,详细论述数控加工各个模式。4.针对线性插补导致曲面加工文件过大和五轴联动加工特有的非线性误差等问题,提出五轴双NURBS插补数据格式,并提出针对该数据格式保持恒定进给速度的插补算法。本文的研究成果已经成功运用于上海市科委重点项目“低成本的嵌入式开放控制器研究与应用”SE305M五轴数控系统的开发中,并顺利通过验收。