1　引　言
　　近年來，隨著制造業的不斷進步，現代制造業對精密化、精確化、高速化、自動化發展的要求越來越高，傳統的運動控制器大部分采用8051系列的8位單片機，這種單片機雖然節省了開發周期，但缺乏靈活性，且運算能力有限，難以勝任高要求運作設備［ 1 ］ .DSP的數據運算和處理功能十分強大，即使在很復雜的控制系統中，其采樣周期也可以取得很小，控制效果可以接近于連續系統。 把DSP與單片機各自優勢相結合將是高性能數控系統的發展趨勢。 本文針對數控系統的要求，開發了以TI公司的高性能浮點DSP和ATMEL公司的AT89C51為主控芯片的運動控制器。 它以嵌入式工業PC作為基本平臺，通過PCI接口與嵌入式工業PC協調并進行數據交換，并以DSP高速運動控制卡作細插補和伺服控制的核心，來對永磁同步電動機的運動進行控制，取得了良好的應用效果。
　　2　HANUC CNC2000 i系統
　　HANUC CNC2000 i系統控制框圖如圖1所示，系統主要包括嵌入式PC、操作面板、運動控制模塊、彩顯、輸入/輸出模塊、數控鍵盤、DNC模塊幾部分。為實現高速、高精確度曲面輪廓精加工，必須提高微段輪廓線的解釋執行能力和伺服驅動特性，為了保證零件程序的傳送、插補、加減速控制等的連續處理， CNC應具備足夠高的數據處理能力。 但普通的PC機在工業現場控制中，存在體積大、功耗高、可靠性差等缺點。 基于這種情況， 嵌入式工業微機———PCl04總線模塊應運而生。
　　
　　圖1 HANUC CNC2000i數控系統結構框圖
　　本系統的嵌入式PC采用Intel80486處理器，內置32M緩存，MS - DOS操作系統。 與傳統的工業PC相比，其32M緩存保證了數控系統加工時的快速性和精確性。 因為，在加工的時候，緩存內的數據段直接和后續的譯碼程序相關聯，所以緩存的容量越大，所存儲的程序越多，執行起來也越快，并且還能進行小線段插補，充分保證了加工的精確度。 與其相連的DNC模塊可通過RS232接口與上位機通信，使得整個系統具有良好的開放性。運動控制模塊是本系統的核心，它以智能功率模塊為開關器件，以TMSLF2407 +AT89C51為硬件控制核心，采用空間矢量控制方法。 它發出控制命令給伺服放大器，伺服放大器得到信號后發出指令控制交流永磁伺服電機，編碼器將實際工作情況通過伺服放大器返回給運動控制模塊，這種閉環控制模式充分保證了加工精確度。 通過正、負限位開關防止“飛車”、失控等危險事故發生。 交流伺服驅動系統的結構如圖2所示。
　　
　　圖2 交流伺服驅動系統結構圖
　　TMSLF2407是用來實現電流環、速度環、SVP2WM信號發生、故障檢測、保護、信號處理及實時性比較高的矢量控制和閉環控制。 用單片機完成實時性要求比較低的管理任務，如I/O接口管理、鍵盤處理、顯示、串行通訊等。 FPGA 用于AT89C51與DSP之間的數據交換。 且系統可支持模擬速度輸入、數字速度輸入、脈沖輸入及通過上位機進行控制等功能。