数控机床种类繁多,不同的数控机床对数控系统有不同的需求。目前广泛用于数控车、铣、加工中心的数控系统，无法适应市场对成本和功能多样性的需求。特别是钣金加工、纺织等行业的核心数控系统，对运动控制精度要求较低，对工艺的要求高，数控系统仍然依赖进口，严重的制约了这些行业的发展。本文针对上述行业的需求，研究开发了一种基于ARM+FPGA的嵌入式数控系统硬件平台。本文的主要工作如下：在研究国内外常用的高档、中低档数控系统硬件结构的基础上提出基于ARM+FPGA的嵌入式数控系统硬件平台方案。充分利用ARM、FPGA低功耗的特点，选用低功耗的外围器件，设计了低功耗的硬件系统以及系统保护的电路。研究了数控系统的各种专用控制接口，在FPGA中使用VHDL语言实现了相应的接口控制逻辑，设计了ARM访问这些外接接口的体系结构和协议，并利用FPGA并行计算的特点提升ARM控制这些接口的效率。针对ARM处理器浮点运算方面的不足，在FPGA中设计了基于三次B样条插补算法的硬件插补器，减轻ARM处理器的负载，提升系统的实时性和插补精度。基于上述研究成果，完成了嵌入式数控系统硬件平台的PCB设计和集成，搭建了硬件的测试平台，对硬件的稳定性和可靠性进行了测试分析，研制的硬件平台在浙江西陵台钻的三轴数控台钻和武汉科普数控设备有限公司的三轴玻璃磨花机中得到了应用验证。