眾所周知電機(jī)有起動(dòng)頻率和運(yùn)行頻率兩個(gè)參數(shù),要使步進(jìn)電機(jī)能夠正常起動(dòng)又能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求的運(yùn)行速度,以提高加工效率,就要有電機(jī)加速、恒速、減速的過(guò)程。傳統(tǒng)的利用單片機(jī)來(lái)控制步進(jìn)電機(jī),由于單片機(jī)資源有限,通常選用查表法。查表法就是將相鄰脈沖之間的時(shí)間間隔放入一張表中,每發(fā)一個(gè)脈沖就依次從表中取出相應(yīng)的延時(shí)數(shù)據(jù),從而使步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)變速。查表法控制簡(jiǎn)單,但控制不夠靈活,在最大速度或者加速度改變以后都要修改延時(shí)數(shù)據(jù)表,工作量很大。

在數(shù)控雕銑機(jī)系統(tǒng)中,還常常涉及到平面上兩軸(x,y)連動(dòng)和空間的三軸(x,y,z)連動(dòng)的問(wèn)題,傳統(tǒng)的做法大多是找到三軸中的長(zhǎng)軸,對(duì)長(zhǎng)軸進(jìn)行調(diào)速,然后用數(shù)字積分法(DDA)完成空間直線的插補(bǔ),以實(shí)現(xiàn)多軸連動(dòng)。直線插補(bǔ)法在該領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,為了方便起見(jiàn),在很多雕刻文件中各種圓弧或弧線都用很短的一段直線來(lái)擬和,但是用傳統(tǒng)的單片機(jī)來(lái)完成雕刻直線擬和的圓弧或弧線時(shí),在編程中涉及到長(zhǎng)短軸的頻繁切換,較難實(shí)現(xiàn)三軸連動(dòng)的整體速度控制,以至于在雕刻過(guò)程中存在運(yùn)動(dòng)不流暢,加工效率不高,噪聲大等問(wèn)題。

而基于FPGA來(lái)完成的空間直線插補(bǔ)的速度控制算法,可以任意的改變初速度、加速度和最大速度,并且很容易的控制三軸連動(dòng)時(shí)的整體速度,在圓弧或弧線加工、字體溝邊時(shí),雕刻動(dòng)作連續(xù),提高了加工效率,降低了噪聲。