2。2。1 系统设计要求

激光雕刻机控制系统是为控制激光雕刻机的运动系统和激光器而设计，目的 是让用户使用控制系统方便地按照设计图形加工工件[16]。激光雕刻机控制系统的 详细设计需求如下: (1)编辑图形。激光雕刻机雕刻机需要支持的加工文件有矢量图和位图两种类型。 本文采用的是矢量图形，由 Inkscape 进行开发编辑。 (2)传输加工数据。在图形编辑完成后需要根据系统所需要的设置将被加工图形 转换成加工代码，并将转化后的代码传输到激光雕刻机控制板中[17]。个人计算机 与激光雕刻机控制板之间的数据传输主要采用在线数据传输。

2。2。2 系统方案设计

国内外现有的激光雕刻控制系统有以下几种：

（1）PC+高速运动控制卡。此方式采用的是通用 pc 机，通用个人计算机机来完 成激光雕刻机系统实时性要求不高的任务，而对实时控制要求较高的任务，如插 补计算、位置控制、速度控制等都是由高速运动控制卡完成。高速运动控制卡价 格昂贵而且不能脱离 PC 机运行，降低了系统的性价比[14]。

（2）单片机等 MCU+高速运动控制芯片[13]。该方案利用单片机控制高速控制芯片 完成插补、加减速等高速处理，但单片机等无法完成复杂的运算，现有激光雕刻 机运动控制、芯片不能满足激光雕刻时运动定位和激光能量动态补偿控制，对实 现高速加工条件下的高精度要求则更不能满足。来,自.优;尔:论[文|网www.youerw.com +QQ752018766-

（3）采用 ARM+CPLD/FPGA 构成。随着当今世界电子技术水平的不断发展，芯片 的制造成本逐步降低，但是芯片功能却在逐步的增强，嵌入式数控系统采用基于 ARM 的嵌入式微处理器作为系统控制核心的设计方案逐渐成为主流[15]。近年来 ARM 不断推出运算能力强大的内核，因而在激光雕刻机的数控系统中可以充分利 用 ARM 芯片的运算能力，把复杂的算法放到数控系统中完成利于控制算法的优化 和提高，使系统的功能和性能得到很大提升。

基于以上因素的考虑，本课题采用了基于开源硬件的激光雕刻机设计方案。 开源硬件具有技术资料公开、模块化、标准化以及修改的便捷性。运用开源硬件， 你可以同时接触到完成的硬件与整体设计，可以对设计进行快速的调整。