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数控铣床是一种功能强大，使用简便，适应面广，高效实用的机加工设备，它广泛应用于各科技和工业生产加工领域。目前很多数控系统，大多数是由单片机控制的，由于控制系统的速度慢、内存小，显示大多采用数码管，因此不仅功能少且不可扩展，再加上编程复杂，就给数控系统的使用造成了诸多不便。本文旨在开发一套基于铣床的开放式数控系统，但由于常用的数控铣床一般体型较大，价格较高，因此把三维运动平台作为开放式数控系统的控制对象，三维运动平台是一种典型的运动机构，在三维数控铣床，三维运动机器人中都得到普遍应用。本文对三维运动平台的结构和相关参数进行了研究分析。
在分析和比较国内外先进开放式数控系统的基础上，结合具体的工程应用背景，本三维运动平台开放式数控系统选用了“PC机+运动控制卡”的模式，总体采用上位PC机和下位单片机相结合构成的分布式两级计算机控制系统(DCS)。下位机系统主要由三部分组成：上下位机通讯系统、步进电机闭环控制系统和加工信息实时显示系统。
在实现上下位机通讯方面，采用串口通讯，用RS-485和MAX485芯片实现多机通讯，并在此基础上编写了通讯协议；在实现步进电机闭环控制方面，选用了具有输出脉冲数为400P/R的光电旋转编码器来发生反馈信号，防止步进电机的“失步”现象，实现测控系统的高精度特性，另外对步进电机的点-位控制和增减速控制做了一定的研究；在实现加工信息实时显示方面，采用128×64点阵的液晶显示模块作为显示界面，用单片机采集编码器的信号后进行显示输出。
全文应用电路设计软件Protel DXP对这三大系统的硬件电路进行了设计和开发，完成了对单片机控制系统的电路原理图的设计，利用Keil C软件平台完成了单片机软件系统的设计，并借助基于VC++6.0软件平台开发的三维运动平台上位机数控界面对本文开发的下位机整体控制系统以及三维运动平台的机械部分进行了调试和验证，并对影响该数控系统的开放性、稳定性的几项关键技术进行了系统的研究。