CNC数控系统从零搭建全流程
📚 共计 30 章节
01
CNC概述与系统架构
数控系统发展史 · CNC系统组成 · 开环与闭环控制区别
人机界面
运动控制
IO控制
02
硬件平台选型
主控芯片选型 · 驱动方案 · 通信总线
STM32/FPGA/ARM
步进/伺服
EtherCAT/Modbus
03
实时操作系统搭建
FreeRTOS移植与任务划分 · 中断优先级 · 看门狗与心跳
FreeRTOS
任务调度
中断
04
运动控制基础
梯形/S形加减速 · 速度前瞻 · 插补预处理
加减速
速度规划
插补
05
直线插补实现
DDA直线插补 · 逐点比较法 · 代码仿真
DDA
逐点比较
仿真
06
圆弧插补实现
逐点比较法圆弧 · DDA圆弧 · 象限与过象限
圆弧插补
象限处理
DDA
07
Bresenham算法在CNC中的应用
直线/圆弧生成 · 与插补器结合
Bresenham
直线算法
圆弧
08
G代码解析器（上）
RS274标准 · 词法/语法分析 · 数据结构
G代码
词法分析
语法分析
09
G代码解析器（下）
模态指令 · 坐标偏移 · 子程序调用
G54-G59
M98/M99
模态
10
PLC功能实现
梯形图解析 · M/S/T代码执行 · IO映射
梯形图
M代码
IO逻辑
11
编码器与位置反馈
增量式/绝对式编码器 · Z脉冲寻零
SSI/BiSS
编码器
寻零
12
PID闭环控制
位置/速度/电流环 · 参数整定 · 前馈补偿
PID
抗积分饱和
前馈
13
伺服驱动控制
脉冲方向 · 模拟量速度 · EtherCAT CiA402
伺服
EtherCAT
CiA402
14
主轴控制
变频器通信 · 主轴定向 · 刚性攻丝
Modbus
主轴定向
攻丝
15
刀库管理
斗笠式/圆盘式刀库 · 换刀宏程序 · PLC联动
刀库
换刀
宏程序
16
手轮与手动模式
手轮脉冲采集 · 倍率切换 · 手动进给/回零
手轮
倍率
回零
17
自动模式与程序执行
程序队列 · 单段/连续/空运行 · 进给倍率
自动模式
程序队列
倍率
18
软限位与硬限位
行程保护 · 限位开关去抖 · 软件限位算法
限位
去抖
安全
19
报警与异常处理
报警分级 · 日志记录 · 故障恢复策略
报警
急停
日志
20
HMI人机界面设计
LVGL移植 · 页面布局 · 触控交互
LVGL
HMI
触控
21
文件系统与U盘管理
FatFS移植 · G代码读写 · U盘热插拔
FatFS
U盘
文件读写
22
网络通信与远程监控
LwIP · Modbus TCP · Web配置页面
TCP/IP
Modbus TCP
远程
23
数据采集与状态监控
主轴负载 · 温度采集 · 振动监测趋势
数据采集
监控
趋势图
24
回零与坐标系建立
机床回零 · 绝对/相对坐标系 · 工件坐标系
回零
坐标系
G54
25
刀具补偿
长度补偿 · 半径补偿 · Cutter Compensation
刀具补偿
左补/右补
半径
26
螺距误差补偿
双向螺补 · 激光干涉仪 · 补偿表
螺距补偿
激光测量
精度
27
反向间隙补偿
背隙测量 · 静态/动态补偿 · 协同螺补
反向间隙
背隙
补偿
28
系统调试与性能优化
伺服参数整定 · 插补周期优化 · Jitter分析
调试
性能
Jitter
29
安全标准与EMC设计
ISO 13849 · 急停电路 · 屏蔽与接地
安全
EMC
急停
30
整机联调与验收
空跑测试 · 圆度/方度测试 · Bode图分析
联调
精度测试
Bode图