随着计算机技术和控制技术的飞速发展,实现数控系统的高性能、高精度、高速度、高柔性化、多轴协调运动、开放式和模块化设计成为研究的热点。而多轴控制系统涉及多学科领域,其研究可带动其他相关技术的发展。因此,研究多轴运动控制系统技术具有较大的理论研究意义和实际应用价值。本文在分析国内外运动控制系统的基础上,设计并研制了一种以DSP为核心器件的多轴运动控制系统。论文以小型数控仪表车床作为该运动控制系统的应用实例,着重分析了TI公司DSP芯片TMS320LF2407和MCU W78E58相结合的步进电机控制系统软硬件设计原理和方法,给出了DSP的外围电路设计和程序框架;阐述了直线插补、圆弧插补、加减速控制等运动控制算法理论,给出了DSP实现这些控制算法的编程方法;使用MCU芯片实现键盘和液晶显示模块,编制了人机界面,增加了控制系统的灵活性和操作的方便性,讨论分析了MCU模块所完成的功能以及相应的软件实现方法。另外,为了调试USB中加工代码读写的正确性,还为系统增加了RS232的通信方式。整个系统具有限位、复位、对故障信号(如急停)的中断处理等功能,且系统升级容易、具有可扩展性、易维护性等特点。小型数控仪表车床系统已完成初步的研制,通过实际调试验证了运动控制系统硬件和软件设计的正确性。该控制系统可广泛应用于各类低成本的数控车床中。论文还介绍了另一个多轴运动控制系统-三维钻床控制系统的软件设计,该系统软件用VC++编制了方便灵活的可视化界面,采用多线程方式实现多轴的同步控制,调用DLL动态链接库编写了机床数控指令的运动模块,大大提高了控制系统的加工效率。多轴运动控制系统目前仅实现了一些主要功能模块的设计和开发,离形成完整数控系统还有一定距离,但是这些基础性的工作为后续的开发铺平了道路。