数控雕刻机是一类特殊的数控机床,主要用于木工、美工等加工领域。随着社会的进步,数控雕刻技术得到了日益广泛的应用,但是目前国内市场上的雕刻机存在着精度差、功能单一、人机接口不友好等缺点,因此如何研制出性价比高、雕刻品质好、操作人性化以及便于维护的嵌入式数控雕刻机显得尤为重要。本文采用嵌入式数控技术,研究、设计和开发了一套嵌入式数控雕刻机控制系统。首先,对嵌入式数控雕刻机的国内外研究现状以及发展趋势进行了研究,在此基础上阐述了本系统所需基础理论,包括嵌入式系统理论、雕刻插补算法原理以及雕刻机速度控制方法等算法。其次,根据数控雕刻机的性能和功能需求,完成了系统硬件、软件平台的设计和开发。在硬件平台设计上,提出了一种以ARM9为主控芯片、FPGA为协处理器的硬件平台方案,重点进行了USB、网络接口等接口电路设计;在软件系统设计方面,参考目前嵌入式数控雕刻机的主流方案,选用Windows CE作为嵌入式操作系统,依据嵌入式数控雕刻机的性能和功能需求,对操作系统进行了定制、裁剪,开发了操作系统的启动加载程序,完成了定制嵌入式操作系统成功移植到系统硬件平台上。最后根据雕刻机所要求的功能需求,开发和实现了数控雕刻机应用程序。本文所开发的控制系统经过某合作企业装机测试,系统达到了设计需求所提出的技术指标,经过实际切雕加工证明,机床的雕刻精度、加工效率达到了设计要求,并且在系统性价比、操作便捷性等方面较传统产品均有较大的提高。与本控制系统配套的嵌入式数控雕刻机已小批量生产且出口到国外市场。