一种新型的局域网嵌入式数控系统

一种新型的局域网嵌入式数控系统融合了计算机技术和网络技术的发展成果，其目的在于解决传统数控机床单一生产模式的问题，并提高数控系统的利用率。随着数控机床的普遍应用，嵌入式数控系统因其良好的实时性、高集成度、结构紧凑、可移植性可靠性好、性价比高、操作维护方便等优点，成为适应我国国情的新一代低成本高性能的经济型数控系统。 CAN总线技术，作为现场总线技术的范畴之一，由于其在组网和通信功能上的优势，已经在多个领域获得广泛应用。在嵌入式数控系统中使用CAN总线可以组建局域网嵌入式数控系统，实现一台服务器对多台数控机床的程序管理和程序传输，显著提高数控加工效率。 网络体系的系统结构方面，本文介绍的局域网嵌入式数控系统采用了结构简单、成本低、实时性和可靠性好的CAN总线来实现数控系统的联网功能。通过CAN总线连接数控机床与计算机，确保了数控机床之间的通信和数控机床与监控计算机之间的数据传输。系统结构框图展示了网络数控系统的基本组成和工作流程，其中包含监控计算机、CAN网络接口卡以及基于ARM9与MCX314As运动控制芯片的嵌入式数控系统。 在硬件结构方面，嵌入式数控系统主要包括基于ARM9内核的S3C-2410芯片和MCX314As运动控制芯片。S3C-2410芯片具备标准的RS232串口，可用于数控加工程序和相关参数配置的传递。MCX314As是一款专用DSP运动控制芯片，能够控制4轴脉冲序列输出以驱动伺服电机或步进电机，并进行复杂的运动控制与实时监视。 ARM9处理器S3C2410是32位RISC嵌入式处理器，拥有高达200MHz的主频和基于ARM920T内核的5级流水线哈佛结构，其集成了内存管理单元、高速AMBA总线接口以及众多的外设接口，这不仅降低了系统设计的成本，还便于用户根据需要扩展外部硬件接口。 MCX314As是日本NOVA电子有限公司研制的运动控制专用芯片，它支持4轴联动的位置、速度和加速度控制，并且可进行独立轴的定位控制和速度控制，从而允许在多轴间进行圆弧、直线等插补运算。 文章中还提及了嵌入式数控装置的硬件结构采用了上下位机的控制形式，这种设计有利于模块化和标准化硬件体系结构和各个模块的接口，便于未来的维护和升级。核心板与用户板的模块化设计使得用户可以灵活地剪裁设计用户板，并根据实际需求集成各种外部硬件接口，如LCD接口、USB接口、以太网接口等。 整体而言，新型局域网嵌入式数控系统的提出，为解决传统数控机床效率低下、系统利用率低的问题提供了有效的解决方案，并为数控系统的网络化管理、实时监控和数据处理提供了新的思路和方法。通过引入CAN总线技术、ARM9处理器和MCX314As运动控制芯片，使得系统在保持高效率的同时，也具备了较好的扩展性和稳定性，这对于推动数控机床行业的发展具有重要的意义。