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摘要：现代机床已经产生了一个多世纪，机床在制造业的作用和地位日益重要，对工业生产产生了深远的影响。而作为现代机床大脑的机床运动控制系统则是机床先进水平的一个重要指标。本文旨在通过介绍机床的发展以及当今运动控制学科和微电子学科中的前沿技术和研究方向，结合两个学科的发展及其在机床加工，尤其是大型数控机床加工中的应用，了解单片机平台上机床运动控制系统是如何设计的。41640
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毕业论文关键词：单片机；运动控制；机床；机电一体化
Abstract：Modern machine has produced more than a century, the role and status of the machine has become increasingly important in the manufacturing, industrial production had a profound impact. As a modern machine tool motion control system of the brain is an important indicator of the machine's advanced level. This paper aims to introduce the development of the machine and motion control of today's microelectronics disciplines and cutting-edge technology and research, combined with the development of the two disciplines and in machining, especially large CNC machining application, understand the microcontroller platform how the machine motion control system is designed.
Keywords：SCM ；Motion Control；Machine tool；Mechatronics
文献[1]：超精密机床技术的发展趋势总体上向极端化、智能化、绿色化、服务化方向发展 。极端化是指机床的研制向极限制造技术方面发展，如更高精度、更高性能和效率、极限尺度加工、面向极端环境等，智能化是指机床无论在硬件还是软件上的功能具备智能化和信息化特征，如在工况感知、性能预测、工艺规划、伺服驱动、系统控制与文护等方面．绿色化是指在机床从设计、制造、运输、使用、文护以及报废过程的全生命周期中综合考虑环境影响和资源效益，实现环境友好和资源效益的最佳化。这里面需要考虑多项相关技术，如设计、制造、材料等的绿色化技术。服务化是指制造商和专业服务商逐渐重视售后服务支撑技术的开发，必要时实施远程的在线服务，服务功能趋向集成化、信息化。需要指出，极端化、智能化、绿色化、服务化并非完全独立，而是具有相互融合性。
文献[2]：相比一般的数控机床，自动焊接机床除了要对焊枪的运动轨迹进行控制外，还需要对焊接电源外特性和电机的转向、转速进行控制。只有保证接电源、速度和焊枪运动线速度三者之间的协调，才能保证焊接的均匀性，从而得到高质量的焊接效果。作者采用通用性好的NC嵌入PC结构，通过在通用运动控制器的电路中加入电源控制电路以及多参数反馈电路的方式，设计焊接机床的运动控制器。
文献[3]：步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲的现象,所以为保证其控制精度,应处理好升、降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置和速度环,一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象,控制性能更为可靠。
文献[4]：先进制造技术的发展对机电设备的运动控制提出了新的要求，如高速数控加工设备、快速原型制造等，要求实现高速、高精度的位置或轨迹控制，而这必须依赖于先进复杂的位置或轨迹控制算法。近年来，许多新的算法被研究并应用于运动控制中，如预测控制、鲁棒控制、自适应控制、学习控制及神经网络控制等，这些复杂的控制算法必须在高性能的处理器中才能实现并保证系统的实时性。可见，以高性能处理器为核心的运动控制器才能满足高速高精度运动控制系统的需要。
文献[5]：步进电机作为一种数字式的执行元件，在运动控制中得到了广泛的应用。作者重点研究了基于步进电机机床进给系统的运动控制，提出了基于光栅信号反馈的闭环控制方法，提出的系统方案可扩展性好，可广泛应用于机床的数控化改造中。