21世紀的制造業環境迫使企業必須提高工廠和設備對市場的快速響應度，以獲得市場競爭優勢。為此，人們提出了一種新的制造模式一可重構制造系統它能夠通過重組或改變自身部件，快速調整生產能力和功能，以適應新的生產環境需要美國國家研究年制造業挑戰設想“的報告，其中將可重構制造系統列為優先考慮的領域之一可見可重構能力將是未來制造系統必須具備的核心能力之一。對一個制造系統來說，要想滿足系統重構要求，它的子系統或部件應具有重構能力。所以，作為制造系統的關鍵單元一一數控系統也必須具備重構能力。從重構角度，把能夠通過重組或改變自身構件，快速調整控制能力，以適應制造系統整體重構需要的數控系統稱作可重構數控系統在可重構數控系統的研究方面，國內外主要采用軟件的途徑5隨著高集成度、高速度和具備硬件重構能力的現場可編程邏輯器件FPGA（FieldProgrammable GatesArray）的出現，利用其構造數控系統的控制內核，并充分利用它的硬件可重構性，可以實現數控系統功能的重構，以及遠程升級和維護。這是一條可重構數控系統硬件實現途徑本文主要介紹利用FPGA構造可重構數控系統的方法和具體實現該可重構數控系統的軟件為1可重構主要完成Yblis仿真時序如圖FPGA構造可重構數控系統的方法從系統學的觀點，組成系統的個體必然包含系統共性的特征所以，按照M.G.MEHRABI等人對可重構制造系統特征的定義，可重構數控系統也必定具備以下特征：模塊化、可集成、可轉換、可維護、可定制采用FPGA構造數控系統這些特征能夠得到很好的體現模塊化可以對數控系統依功能進行模塊劃分，然后采用硬件描述語言進行邏輯描述，制作成專門的數控IP可集成將自己開發的數控IP和從其它IP供應商購買到的標準IP，利用專門的綜合軟件集成數控系統描述語言支持參數化設計，只要模塊接口定義開放，也可以通過修改數控IP和整合不同的IP來改變設計，下載不同的配置數據，從而既能夠滿足目前加工要求，也能適應未來的加工要求的變化可維護FPGA能夠實現在系統編程和在系統重構，所以可以通過重新下載配置數據實現本地或遠程升級系統和維護。對于具備動態可重構能力的器件，這種維護還能在線進行。

　　可定制采用FPGA構造數控系統通過裁減和重整不同的IP，實現功能的定制，滿足特定的將工要求，避免大而全，功能冗余。

　　FPGA構造數控系統的具體實現3.1基于FPGA的經濟型可重構數控系統結構采用基于FPGA的開發技術，進行一經濟型可重構數控系統的原型開發該系統采用單片機（MCS-51系列）完成對FPGA的配置和二進制加工數據的收發，并利用FPGA構造數控系統核心（如所示）數控系統核心由擴展DDA圓弧硬插補器IP指數加減速控制器IP限位控制器IP光電編碼器四倍頻電路IP數據輸入接口IP，譯碼器IP，分頻器IP以及主控制器IP組成（如所示），采用大約50000門的Altera公司的AcexlK系列器件即可實現整個系統建立在開放的輸入輸出接口上，硬件模塊充分考慮了可重構性，并且可以通過下載不同的系統配置文件重構FPGA，實現對銑床、車床、磨床和鉆床的控制要求FPGA構造的可重構數控系統控制核心3.2數控IP的開發實例在中幾個數控IP中，擴展DDA硬圓弧插補器IP尤為關鍵，而且設計起來也有一定的難度，因此，下面將主要介紹這個IP的設計。

　　擴展DDA圓弧插補算法采用弦線逼近圓弧，具有較高的插補精度和插補速度，而且適應面廣。將擴展DDA圓弧插補用FPGA器件實現，構造硬插補器，不僅執行速度快，而且可以與運動控制部分的IP很好的集成其擴展DDA圓弧插補的公式如下：-y谷-汶以上插補公式用硬件實現表示如所示硬插補器的輸入接口為：符號FLAG，坐標值X和Y，右移位系數K，起動控制信號RST，循環控制信號GOON，及工作頻率信號CLK；輸出接口為：軸位移方向信號DIRX和DIRY，位置增量DX和DY，及狀態反饋信號FIN-ISH；內部功能部件主要有產生指令的PC加“1‘寄存器，右移運算器SHRS加減法運算進行輔助控制的比較器COM，及加減運算器ALU從其結構可以看出硬插補器實際上是一個經裁減后的微處理器。該微處理器與一般的通用處理器的不同點在于沒有ROM和RAM，直接利用PC加”1“寄存器的輸出來完成對指令的尋址和寄存器的尋址，從而簡化了處理過程另外，因為其工作頻率為FPGA器件的基準輸入頻率，所以，處理器能達到很高運算速度其一個插補周期的4總結擴展DDA圓弧硬插補器原理圖統一標準的數控程序焚雌揠揠bookmark3系統參數手動配置I磨床數控系統！鉆床數控系統1車床數控系統銑床數控系統配置撥碼開關統I開放的接口數控系統從封閉式結構發展到開放式結構，目前正向可重構式結構發展隨著微電子繼續向更小尺寸，更高速度和更經濟的方向發展，以及電子設計自動化水平的提高，我們可以采用*新的微電子技術來改造和提升傳統產業鑒于此，本文提出了將數控系統功能劃分為標準的模塊，采用硬件描述語言設計成專門的數控IP，然后，通過IP集成為數控系統，利用改變下載到FPGA中的配置數據實現數控系統重構并以經濟型可重構數控系統原型的開發初步驗證了實現的可行性。實踐證明，可編程邏輯器件FPGA為我們提供了一條解決數控系統重構的硬件實現途徑軟件模塊硬件模塊經濟型可重構數控系統結構圓弧硬插補器仿真時序