目前数控雕刻机控制系统通常采用工控机和运动控制卡的架构形式,这种解决方案主要有成本高、体积大,可靠性和灵活性低等不足。随着嵌入式技术的快速发展和应用,其近来在数控雕刻行业也成为研究热点。本文设计开发了一种基于嵌入式技术的数控雕刻机控制器,不但软硬件架构简洁紧凑,而且成本降低、体积减小,可靠性和灵活性得到提升,易维护和升级。本文分析了国内外数控雕刻机发展现状及相应控制技术,首先对数控雕刻机的控制算法进行了研究和改进,得到适合调速的数字积分法直线插补以及连续小线段加减速控制方法。根据数控雕刻机控制器功能指标要求,结合嵌入式技术设计了控制器的总体方案。在硬件设计方面,应用了一种ARM9+FPGA架构形式,以ARM9作为主处理器,运行嵌入式操作系统、界面应用程序以及大量的数据算法处理。FPGA作为协处理器,主要用于控制脉冲。详细设计了控制器硬件各功能模块的原理图并制作成印制电路板。随着嵌入式系统应用的复杂度的增加,使得嵌入式系统的软件开发也变得越来越复杂。传统的面向过程的分析、设计方法已显不适应。为此本文综合应用了基于UML的面向对象方法与基于数据流图的DARST分析方法相结合的迭代增量式嵌入式软件分析与开发过程。从控制器的要求描述开始,通过UML建立了控制器用例图、问题域静态模型以及系统上下文类图,再依据对象构造准则确定出外部类和接口类。对于系统内部对象则用DARTS方法中的数据流图进行分析,数据流图中对数据的功能处理往往可以作为算法对象,数据存储往往就是实体对象。经过上述两种方法反复迭代分析建立了系统的协作图和状态图,并在此基础上进行了类的设计。实现阶段将嵌入式Linux移植、定制到ARM9上以作为软件开发平台。而控制器图形用户界面程序的开发采用的是基于面向对象语言——C++的Qtopia,很好地将建立的对象模型加以具体代码映射实现。同时,对应用程序进行了多线程的设计和实时分析。经过实际雕刻加工验证,本文所设计开发的数控雕刻机控制器取得了较好的加工效果。已经在某企业实现了小批量的出产。