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本文研究了基于廉价ARM芯处理器LPC21ⅩⅩ系列单片机构造数控系统硬件的可行性,在充分利用LPC21ⅩⅩ系列单片机资源的基础上,提出了研究目标所规划的CNC系统接口电路方案。系统方案主要包括硬件精插补接口电路方案,内嵌式PLC接口电路方案,人机接口方案以及存储器接口配置方案等。 本文采用二次插补法,通过软件完成粗插补,硬件电路来完成精插补。所设计的硬件插补器在结构上可以实现三轴联动控制,适用于对数控机床、刻字机、绣花机等数控机械的插补控制。软件粗插补部分采用数据采样法。精插补部分通过8254分频实现插补直线段的细分从而达到精插补的效果。 为了讨论方便,本文引入了“短轴最小分频数”的概念,这里的短轴指的是插补进给量相对比较小的那根轴,它与大分频值相对应,短轴最小分频数的作用是为了保证插补精度,其取值决定于用户所要求的插补精度。 在CNC装置中,为保证机床在启动和停止时不产生冲击,失步,超程和震荡,必须对步进电机进行加减速控制,在单位长度,单位最大速度,单位加、减速度相同的情况下,线性加减速控制对相同的距离插补用的时间短;S曲线加减速控制用时多。但在起点,终点和转折点处的冲击反应将得到很好的解决。