数控雕刻机行业专用设备系统的硬件配置

  数控雕刻机硬件系统主要由以下三个部分组成:

  (1)处理器(ARM9):作为控制器的处理器,在ARM上移植了WindowsCE.net操作系统,人机互动方面要完成对LCD显示的控制和读取控制键盘的控制命令;在雕刻方面要完成对原始数据的读取(通过USB接口)、预处理、分析和计算,并将计算结果传递给FPGA,与FPGA协同完成对步进电机的控制。

  (2)FPGA:对接收到ARM发出的数据进行插补运算,并根据插补结果计算出控制步进电机的脉冲数目和延时,最终完成对步进电机的控制实现三轴联动的雕刻。

  (3)人机交互界面:人机交互界面主要包括了键盘和LCD。几乎所有关于雕刻的信息都实时的显示在LCD上;数控雕刻机的脉冲当量以及雕刻最大速度和加速度等参数则是通过键盘设定的,同时在雕刻中键盘还可以根据需要输入特殊指令。

硬件系统总体框架

图   硬件系统总体框架

  硬件系统总体框架如图上所示。整个硬件核心为基于ARM920T的三星$3C2440处理器,搭配有64MBSDRAM作为系统的内存,128MBFLASH作为系统的外存,相当于硬盘,以便在断电后保存各种系统程序以及调试下载电路。外围辅助设备包括USB接口:大部分加工文件保存在u盘中,需要读取时从u盘调入,以节省FLASH存储空间;触摸式LCD:用来提供系统的显示以及操作;网络接口:用来提供网络服务,方便远程更新程序;控制键盘:用来提供加工时所需的操作,包括点控、起停和加减速等。与上位机通信通过串口或者USB接口,可实现在线调试或者在上位机中显示实时信息。FPGA与ARM以及过桥板相连,从ARM中获取数据并转换成控制信号,经过桥板放大电路放大,发送到步进电机的控制电路中。

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