第二章系统总体方案的研究与设计
２．１数控雕刻机控制系统的结构与原理
本文所研究与设计的雕刻系统实际是一个三维数控系统，其结构示意图如图２．１所示。工作原理如下：微型计算机内安装专用的设计排版软件进行图形、文字的设计、排版，自动生成加工信息（一般为Ｇ代码、ＨＰＧＬ格式文件），通过ＵＳＢ接口或其他数据传输接口（ＲＳ２３２、ＲＳ４８５等）将刀具路径数据传输给单片机控制系统，控制系统接收刀具路径数据，完成显示、人机交互等一系列功能后，用特定的算法将输入的路径信息转化为数控信息，控制器把这些信息转化为驱动步进电机或伺服电机的信号（脉冲串），控制雕刻机ｘ、Ｙ、ｚ三轴的进给，同时，雕刻机的高速旋转主轴带动按加工材质配备的刀具，对固定于机械本体工作台上的工件进行铣削，即可雕刻出在计算机上设计的各种平面或立体图形文字，实现雕刻自动化加工。
图２．１数控雕刻系统示意圈
２．２功能需求与规划
本文所研究与设计的雕刻机是一个完整的嵌入式设备，因此，对雕刻机控制系统的功能需求与规划实际上就是对一个完整的嵌入式系统的功能需求与规划。
２．２．１功能需求
嵌入式系统的构架可以分成四个部分：处理器、存储器、输入输出和软件，具体框图如图２．２所示。
首先，嵌入式系统最核心的部分就是嵌入式处理器。目前，世界上具有嵌入式功能特点的处理器已经超过的１５００多种，３０多个系列。下同的处理器有其不同的功能和优势，但是低成本、低功耗、高性能是嵌入式系统应用的特殊要