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数控技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。