基于ARM9的数控铣床系统设计方案

步进电机发送连续信号定义为写操作； 从8253中读数据定义为读操作； 由键盘控制各电机动作作为自定义操作。

2.3 G代码编译

　　G代码是国际通用的机床加工代码，其编译的思想是： 首先将G代码文件读入流中，逐行分析其意义，并且带有查错功能。当遇到子程序跳转时记录文件指示出其位置和循环次数时，子程序返回后从记录位置继续执行；遇到主轴旋转时，在编译文件中写入旋转标志和PWM 的脉宽； 遇到插补命令时写入脉冲标志和每步的三坐标脉冲信号诸如此类。最后生成记录整套加工步骤的二进制文件。编译流程如图5所示。

　　2.4 插补算法与刀补算法

　　数控铣床控制系统使用逐点比较法实现直线和圆弧插补算法。以刀的当前位置为起点，以G代码给定位置为终点，在其间的直线或圆弧上插入拟合点，根据这些点产生一系列三坐标脉冲信号。逐点比较法的缺陷是圆弧插补只能走x 或y 方向的正交线，而缺失了最应该在圆弧插补中出现的由x、y 方向合成的±45/135°斜线，系统根据圆弧相对于x 或y 轴的倾向性，使插补过程中在圆弧的±45 /135°附近尽量使用斜线，使得插补精度更高、步数更少。图6 是由M atlab仿真得到的改进算法和传统算法的比较，如果定义理想曲线和拟和曲线的误差为两曲线相夹的面积（图中灰色部分） , 可看出改进算法的误差较小。

　　编写加工程序时，一般只考虑刀具中心沿零件轮廓切削，而忽略刀具半径对加工的影响，在实际加工时需要在刀具中心与刀具切削点之间进行位置偏置，补偿上述影响。这种变换过程即为刀具补偿。系统采用的是带有过度连接的C刀具补偿算法，该算法比较复杂，与许多因素有关，为此定义了一个结构作为刀补函数的参数，该函数更改插补始末位置、增加过渡曲线实现刀补功能。参数结构如下，

　　3 结论

　　以ARM9微处理器为硬件平台，免费的Linux操作系统为软件平台，开发了嵌入式数控铣床，实现了对步进电机和伺服电机的控制。 在对制作的电路板和编程的系统程序实验的基础上表明，与传统数控系统相比，嵌入式数控系统发挥了其耗能少、成本低、体积小等优势。