数控机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物。当前,我国沿着经济、高速、高精度和高度自动化等几个方向发展数控技术;其中,发展经济型数控系统是适合我国国情的重要策略。本论文正是基于此现状进行经济型数控车床控制系统的研究。 本文提出了经济型数控车床系统的解决方案。首先讨论了一般数控系统的体系结构和经济型数控系统的设计方法和理念,然后针对数控车床的加工特点、工作环境和性能指标要求,提出和研究了基于MSP430F149先进微控制器的经济型数控车床的软硬件体系结构及其相应的控制方法。 论文研究了以MSP430F149单微控制器为核心的经济型数控车床系统的硬件体系结构。硬件系统包括系统主模块以及电源、晶振、步进电机驱动、液晶和键盘显示、编码器、手摇脉冲发生器、串行通信和开关量控制等外围模块。其中,MSP430F149主模块功耗低,速度快,资源丰富,开发方便;系统采用步进电机开环控制方式,结构简单;液晶显示模块显示容量大,配合自制键盘,人机界面友好,而且自身带有控制器,减轻了主模块的负担;串行通信模块能将PC机中预先编译好的加工程序传送到数控车床系统中去,操作方便,提高了生产效率。 论文还研究了以MSP430F149单微控制器为核心的经济型数控车床系统的控制算法和软件体系结构。系统采用前后台型软件结构,满足了系统实时性和多任务性的要求。在前台程序中,研究了键盘控制、搜寻最小误差法直线和圆弧插补和串行通信等实时中断功能;在后台程序中,研究了数控加工程序的译码处理、错误诊断、刀具补偿、速度控制和液晶显示等处理功能。 基于该方案的经济型数控车床系统,成本低,可靠性高,人机界面友好,操作使用方便,完全能够满足数控车床加工的性能指标要求。