1.引言
數控車床是數字程序控制車床的簡稱，它集通用性好的萬能型車床、加工精度高的精密型車床和加工效率高的專用型車床的特點于一身，是國內使用量最大，覆蓋面最廣的一種數控機床。要學好數控車床理論和操作，就必須勤學苦練，從平面幾何，三角函數，機械制圖，普通車床的工藝和操作等方面打好基礎。

眾為興數控技術有限公司是一家研發與應用運動控制技術產品的公司，自主研發了國內首款嵌入式運動控制器及配套系統軟件，形成了以運動控制卡、運動控制器、步進電機和驅動器等為主的全系列的數控產品線，這些產品廣泛應用于國防、科研、教學和工業等各個領域。

CNC4320控制系統是眾為興數控技術有限公司自主研發的CNC（Computer Numerical Controller）系列的一款。

整個CNC4320數控車床系統實物圖如圖1.1

圖1.1 CNC4320數控車床系統實物圖
1—車床控制面板 2—主軸 3—刀架臺 4—車床車身 5—兩臺CNC4320控制器 6—刀架電機 7—導軌

隨著電子信息自動化技術的發展，為了提高生產效率，出現了數控車床的自動進給[3]即自動換料，自動送料技術，過去依靠人工換料、送料的時代已一去不復返?，F在，主要依靠自動化傳送料，原料傳送的自動化減少了人為操作的失誤，降低了危險性，使得生產過程更加簡單方便，更加符合流水線式生產的現代化要求。

圖1.2 控制器硬件平臺

整個CNC4320車床數控系統，從廣義的控制層次上來說可分為四大部分，驅動控制系統、主軸控制系統、刀架控制系統、輔助控制系統,它們都是以運動控制器CNC4320為核心部件組成的控制系統，互相聯系又獨立工作，組成了一個整體，即車床控制系統，兩軸運動控制器硬件平臺見圖1.2所示。

（1）CNC4320兩軸運動控制器采用嵌入式結構，其內部集成有ARM主CPU芯片。此ARM芯片的內核是ARM7TDMI內核，具有代碼密度高并兼容16位的Thumb指令集，支持很多操作系統，包括Windows CE、Linux、Palm OS等特點。

（2）因為系統的運行會產生大量的變量，堆棧。ARM芯片內部集成有16K的SARAM，但是不能滿足如此大容量的運行。所以在外部擴展了8M的SDRAM，用于程序運行，另外集成256M NANDFLASH，2MNORFLASH，用于重要的數據，程序的存儲，還有一些易斷電的，需要長期保存的系統參數刀具參數，補償參數，機床參數以及數控加工程序。

（3）控制器內部集成有兩軸運動控制芯片，內部集成有X，Y軸的插補控制模塊，指令/解釋/處理模塊。當它接到主ARM芯片傳來的控制指令后，會自動運行其指令，無須占用CPU。是一款能夠同時控制2個伺服馬達或步進馬達的運動控制芯片。它以脈沖串形式輸出，能對伺服馬達或步進馬達進行位置控制、插補驅動、速度控制等。在對第一個節點運動實行插補時, 可對第二節點運動連續寫入數據。在這個過程中插補動作是連續運行, 而不需要中間作任何停頓。CPU數據總線長度可選8位/16位，補范圍 各個軸-8388607~+8388607，補速度1~4MPPS。

（4）CPLD主要用于對圖像，速度，位置等信息的采集、控制、存儲。
該控制器采用320*240點陣式液晶+按鍵屏，32位嵌入式CPU，超大規模FPGA編程，運用實時多任務控制技術實現μm級精度運動控制。X、Z二軸聯動、USB和RS232通訊方式，支持CNC與PC，系統軟件可通訊升級。