基于嵌入式平臺(tái)的三維高速數(shù)控雕刻機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著科技的進(jìn)步，數(shù)字控制技術(shù)和機(jī)電一體化系統(tǒng)得到了飛速發(fā)展，數(shù)控雕刻機(jī)控制器就是機(jī)電一體化系統(tǒng)的典型代表，是現(xiàn)代科技基礎(chǔ)上制造系統(tǒng)與技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)備之一，但是目前國產(chǎn)雕刻機(jī)使用的數(shù)控系統(tǒng)在性能和價(jià)格上不能很好的協(xié)調(diào)，成為影響國產(chǎn)數(shù)控雕刻機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的制約因素之一。據(jù)此，本文設(shè)計(jì)了一套基于嵌入式的三維高速數(shù)控雕刻機(jī)控制系統(tǒng)，以ARM9和FPGA為核心控制器完成了控制系統(tǒng)的開發(fā)，并根據(jù)工業(yè)產(chǎn)品需求將該系統(tǒng)應(yīng)用到了實(shí)際系統(tǒng)開發(fā)當(dāng)中，以優(yōu)良的控制

2、性能和較低的價(jià)格增強(qiáng)國產(chǎn)數(shù)控雕刻機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
　　本課題將數(shù)控技術(shù)與嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用有機(jī)結(jié)合起來，提出利用32位ARM9微處理器與 FPGA相結(jié)合來取代目前市場(chǎng)上主流的單片機(jī)與工控機(jī)相結(jié)合的聯(lián)機(jī)控制，以Windows CE操作系統(tǒng)為平臺(tái)，由ARM完成速度和軌跡控制計(jì)算，F(xiàn)PGA完成驅(qū)動(dòng)脈沖發(fā)送，整個(gè)控制器一體化完成從原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)讀取到最終控制信號(hào)的輸出，徹底擺脫了對(duì)工控機(jī)的依賴。
　　通過對(duì)待加工軌跡預(yù)處理，本文解決了避免

3、過切雕刻和進(jìn)給電機(jī)頻繁升、降速之間的矛盾，既保證了雕刻過程的高速和連續(xù)也避免了雕刻時(shí)行程方向的改變而引起進(jìn)給速度跳變?cè)斐傻膶?duì)電機(jī)和機(jī)床的沖擊。
　　在速度控制中，本課題結(jié)合了步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩-頻率特性和微處理器計(jì)算能力，提出了利用直線段擬合指數(shù)曲線進(jìn)行加、減速控制，合理的利用了微處理器的資源，同時(shí)使電機(jī)的升、降速過程快而且平穩(wěn)；在軌跡控制中，對(duì)普通數(shù)字積分插補(bǔ)算法進(jìn)行改進(jìn)，運(yùn)用了快速數(shù)字積分插補(bǔ)算法，使控制器對(duì)插補(bǔ)過程的運(yùn)算效率更高