黄复清　林维鹏

摘 要： 根据激光加工系统的工作特点和要求，以DSP芯片TMS32028335作为主控制芯片，对加工数据进行运算处理，实现插补算法；以FPGA芯片EP2C8Q208C8N为辅助芯片， 利用FPGA芯片中的FIFO缓存处理好的加工信息，从而更好地满足激光加工系统的实时性要求，最终实现具备多轴协调运动及对系统状态实时监控，并且可以独立于PC机运行的控制器设计。

关键词： DSP； FPGA； FIFO； 运动控制器； 激光加工

中图分类号： TN911.7?34； TP271 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）11?0135?03

Abstract： According to the characteristics and requests of laser?processing system， DSP chip TMS320F28335， as main control chip， is used to compute the processing data and realize the interpolation algorithm. By taking FPGA chip EP2C8Q208C8N as assistance， the processing information processed by FIFO buffer in FPGA chip EP2C8Q208C8N is utilized to meet the real?time requirements of laser?processing system. At last， the design of the controller which can execute multi?axis coordinated motion， system's real?time status monitoring and operation independent of PC was realized.

Keywords： DSP； FPGA； FIFO； motion controller； laser processing

在激光数控加工系统中，运动控制器的设计占据极其重要的位置，其性能的好坏影响到工件的加工质量。现在的激光数控加工系统中的运动控制器，大多数采用“PC机+运动控制卡”的模式[1?2]。然而，这类激光加工系统的控制器由PC机通过ISA总线或者PCI局部总线来实现直接对电机的控制，从而导致了激光加工系统过多依赖于PC机，使激光加工系统在脱离PC机后无法正常工作。而且，这类激光加工控制器的运动控制模块和激光系统状态监控模块独立分开，集成度不高。为克服现有激光系统控制器的缺点，根据现有的控制器模式——“DSP+FPGA”模式[3?7]，笔者采用TI公司的TMS320F28335和ALTERA公司的EP2C8Q208C8N来实现一种集成度高，同时可独立于PC机运行的集成激光控制器。

1 系统体系概述

集成控制器系统硬件平台主要包括：主控模块、通信接口模块、外扩存储器模块、DAC模块、机构状态监控模块、电机控制信号接口模块。系统可工作在手动模式和自动加工模式，当系统工作在手动模式时，控制器通过CAN总线接收来自PC机或工业触摸屏的操作指令，对被控对象的相关参数进行设定及控制；……