CNC齿轮测量中心控制系统是影响齿轮测量中心测量性能的关键所在。本课题采用SoC FPGA芯片从系统硬件开发角度出发实现控制系统的多种控制功能,全面提高控制系统的精度、稳定性和集成度。论文的主要研究内容是基于FPGA的齿轮测量中心控制系统的硬件接口电路设计及FPGA内部逻辑开发。本文以SoC FPGA核心板为处理与控制的核心进行系统硬件接口电路设计,主要包括测头A/D接口电路、光栅型测头电路、通用型光栅接口电路、电机的驱动电路、手动模式接口电路及开关量接口电路等。通过Altium Designer设计软件的多通道设计方法设计控制系统硬件主板,同时确保接口电路与原有的齿轮测量中心接口完全兼容,实现了控制系统硬件电路的高集成化、强可靠性及广适用性设计。对SoC FPGA进行了硬件逻辑开发,设计基于FPGA的测头A/D数据滤波逻辑,通过滑动均值滤波、中位值滤波及算数平均值滤波算法,实现齿轮测量项目的精准化测量;设计可变时间宽度的光栅速度、加速度测量逻辑,在光栅移动过程中进行速度、加速度的在线检测,为动态误差修正提供数据基础;设计电机分组联动逻辑,将驱动脉冲分为独立的两组,进行六轴DDA直线插补控制;采用S型和梯形曲线加减速实现电机的速度平稳性控制;设计不同手动输入源信号的手动模式驱动电机的运转。本文通过Modelsim对各模块逻辑进行功能仿真后,采用调试平台对控制系统进行系统功能测试,并使用Signal Tap实时抓取FPGA内部波形,进行实测数据的分析。同时基于CNC齿轮测量中心进行性能优化,选择合适的测头数据滤波算法和滤波数据点数,提高系统的测量精度。通过基于FPGA的齿轮测量中心控制系统设计,增强了计算机对控制系统的控制能力,提高了控制系统的硬件集成度、通用性和兼容性,同时提升了 CNC齿轮测量中心的测量精度与测量效率。