基于ARM体系结构的机床数控系统的研究与实现

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1、学位论文的主要创新点～、本数控系统采用功能强大的ARM控制器作为硬件核心控制器本数控系统采用32位的ARM7微控制器LPC2294作为主控芯片。这款芯片具有丰富的内部电路和外围接口，处理速度快，能够实现复杂算法，既具有普通单片机体积小、成本低、功耗低等特点，又融合PC平台的开发环境好，资源丰富、能够嵌入操作系统等优点，大大简化了系统设计，提高了系统的集成度和可靠性。二、插补算法采用两级插补算法本数控系统插补算法采用两级插补方式，即用时间分割法实现粗插补，然后再在粗插补的基础上用数字积分法实现精插补，这样与以前单一插补算法相比，插补精度会更高，效果会更好。摘要数控技

2、术是先进制造业的基础技术和共性技术，其水平的高低及数控设备拥有量的多少，已成为衡量一个国家综合国力和工业现代化水平的重要标志。机床数控系统作为数控技术的重要组成部分，其性能的优劣直接决定了数控技术水平的高低，因此设计性能优良的数控系统尤为重要。本论文设计的是基于ARM体系结构的机床数控系统，硬件部分采用两片ARM控制器作为核心控制单元。其中一片ARM控制器作为伺服电机控制单元的核心，主要实现对电机的控制，如电机速度调节、电机反馈信号的计算、各种控制算法的实现以及对数控机床上的辅助功能如换刀、冷却液的控制等。另一片ARM控制器则作为人机交互控制单元的核心，主要实现人

3、机通信、译码处理、液晶显示、键盘处理等模块的管理。两片ARM控制器之间可以通过CAN总线或RS485总线进行通信，也可以通过这些总线实现对数控系统的远程控制或者数控系统组网。本论文在实现数控系统插补算法的过程中，采用两级插补方式：粗插补和精插补。其中粗插补采用数据采集插补算法中的时间分割法，精插补则采用数字积分插补算法，与传统单一的插补算法相比，两级插补精度会更高，效果会更好。基于该方案的机床数控系统，成本低、可靠性高、操作使用方便，完全能够满足所需性能指标要求。关键词：数控技术，机床数控系统，ARM体系结构，CAN总线，RS485总线，插补算法●fII．，、f、

4、1、AbstractTheCNCtechnologyisthebasictechnologyandcommontechnologyoftheadvancedmanufacture，andtheleveloftheCNCtechnologyandtheownershipoftheCNCequipment，hasbecomeanimportantsymboltomeasureacountry’Scomprehensivenationalpowerandthelevelofindustrialmodernization．TheCNCsystemasanimportant

5、partoftheCNCtechnology,itsperformanceofgoodandbadwilldeterminetheleveloftheCNCtechnology,SOtheexcellentperformanceoftheCNCsystemdesignisparticularlyimportant．Inthispaper,thedesignoftheCNCsystemisbasedontheARMarchitecture，andthehardwarepartusetwoARMcontrollerasthecorecontrolunit．Oneoft

6、heARMcontrolleriSusedasthecoreoftheservomotortocontrolthemotor,suchasmotorspeedregulation，motorfeedbacksignalcalculation，theimplementationofvariouscontrolalgorithmsaswellastheCNCmachine’Sancillaryfunctionssuchastoolchange，coolantcontrolandSOon．TheotheroftheARMcontrollerisusedasthecore

7、ofhuman-computerinteraction，mainlytoachievethemodulemanagementofhuman-machinecommunication，decodingprocessing，liquidcrystaldisplay,keyboardprocessingandSOon．ThetwoARMcontrollercancommunicatewitheachotherandachievetheremotecontrolortheCNCnetworkingthroughtheCANbusorR$485bus．Inthispaper

8、,toac