计算机数控(CNC)技术是集成计算机数控技术、电机驱动技术、精密机构设计和制造技术等为一体发展起来的高新技术。在计算机数控技术基础上,研究和开发一款基于计算机数控的高性能数控运动控制卡是本文的研究目的。运动控制系统是机器人控制系统的重要组成部分,而运动控制卡是运动控制系统的核心。高性能的运动控制系统经历了由封闭式向开放式结构的发展。本论文主要对运动控制卡进行了研究,采用DSP与FPGA相结合的技术设计了三轴运动控制卡,应用于数控焊接机器人运动控制系统,DSP芯片具有大容量数据处理能力,FPGA具有可编程性、高集成度的特点,使得控制系统更具模块化且更加开放化,增加了机器人工作的灵敏度与柔性。本文对DSP和FPGA在三轴运动控制系统中的应用进行详细的规划设计。主要内容有:1.通过对开放式数控系统、运动控制卡等行业现状的全面调研,基于对运动控制系统的深入学习,根据系统的要求,确定了基于DSP和FPGA的运动控制设计方案,论文介绍了系统的硬件组成和软件设计;2.针对运动控制中的一些具体问题,如速度控制、高精度插补、DSP性能提高等,提出了各自的解决方案,并且在DSP程序设计中得以实现。例如:采用时间分割法的直线插补和圆弧插补;圆弧插补在定点DSP中的计算性能的提高以及精度的提高,速度控制的匀加速处理等;3.控制卡的指令是来自上位机PC的,论文还设计通信协议实现数据压缩,出错处理以保证数据通信的高效和准确性;4.本文最后对设计出的运动控制卡在三轴CNC数控机床系统上进行调试和加工测试,总结实验结果进一步完善系统;5.本文的创新之处在于,相对于以前的基于PC的在线控制,离线使用控制板卡也可以控制数控机床的稳定移动,成本大大降低,且更加稳定,更加可靠。