随着纳米微米技术的发展,机械加工领域对精度的要求日益提高。而刀具的磨损是影响加工精度的一个重要因素。在精密和超精密加工中,这种磨损带来的影响就更大。要解决这个问题,就需要可对刀刃位置进行微米甚至纳米级调整的刀具磨损补偿装置,从而达到提高加工精度的目的。压电陶瓷作为理想的微纳米级微位移元件,具有体积小、位移分辨率高、承载力大、无噪声、不发热等特点,基于压电陶瓷驱动的刀具磨损补偿系统可以实现对刀具磨损的微米级补偿。本文设计了以单片机为控制核心的基于压电陶瓷驱动的刀具磨损补偿系统。通过对所选择压电陶瓷微位移器的电压—位移关系进行实验分析,提出了针对刀具磨损补偿系统的有效方法来消除压电陶瓷非线性、迟滞和蠕变所带来的影响。对以单片机为动力元件的刀具磨损补偿装置进行了设计和校核,并采用基于平均曲线模型的方法建立补偿系统的数学模型。根据电压控制法,设计了基于串联电压负反馈原理的压电陶瓷驱动电源,以及直流供电电路和压电陶瓷的放电回路,通过仿真验证了电源的高线性度和低纹波。阐明了适用于实际生产的刀具磨损补偿控制系统的原理,根据所选方案选择控制器所需的单片机及接口器件,对各部分扩展单元技术指标和功能进行分析,论证选择的合理性,并设计了相应的接口电路。根据已选择的方案和硬件提出补偿系统的软件流程,以功能模块化的方式论述了软件各部分的实现方案,并给出了几个典型模块的子程序。最后,总结了全文,并指出了基于压电陶瓷驱动的刀具磨损补偿系统进一步研究改进的方向。