随着数控系统的发展,上位控制器与多路伺服驱动之间的高速通信成为制约其发展的关键因素。与传统数控系统相比,新型数控系统所要求的上位控制器与伺服驱动之间的通信数据量大大增多,通信速度也大大提高,此外数控系统控制精度和实时性要求也日益提高,传统模拟接口已经很难满足现代数控技术的要求。　　 本文研究的目的就是将现场总线技术、嵌入式技术和数字伺服技术结合起来,为新型数控系统上位控制器与多路伺服驱动之间的高速通信提出一种解决方案,以满足其数据传输的高速、高可靠性与实时性要求。　　 本文首先探讨了数控技术、数字伺服技术以及现场总线技术。详细研究了CAN总线的工作原理,并在此基础上研究了基于CAN的应用层协议CANopen。提出了适用于数控系统上层控制器与数字伺服之间基于CANopen协议的高速通信系统网络架构,CANopen主站为由FPGA、MCP2510、MCP2551组成的硬件结构,从站为多个IDM640-8EIA数字伺服驱动器。并在此基础上对主站的硬件电路进行了设计,其中MCP2551为CAN收发器,MCP2510为CAN控制器,主站应用层芯片在ALTER公司MAX II系列EP3C80型FPGA中实现。 　　 在CANopen主站应用层芯片设计过程中,采用VHDL语言,并采用有限状态机技术进行程序设计,主站应用层芯片共包含14个状态,其中有8个是常置任务,如主站应用层接口、CAN报文接收、报文解析分发、PDO处理、SDO处理等,6个非常置任务,如SPI接口初始化、NMT处理和同步报文生成等。主从站之间的数据传输主要以过程数据对象(PDO)和服务数据对象(SDO)的方式进行。　　 经过整个系统的试验运行和调试,基本实现了基于CANopen协议数字伺服的运动控制,验证了基于CANopen协议的数控系统上层控制器与数字伺服高速通信系统软、硬件方案的可行性以及各项功能的有效性。最后对全文进行了总结,针对系统在实际应用过程中的问题与不足,为新型数控系统上位控制器与数字伺服通信问题的研究提出了建议。