论文研究-基于嵌入式Linux的数控铣床系统的研究与实现 .pdf

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基于嵌入式Linux的数控铣床系统的研究与实现,雷涛,龙毅宏,本文针对当前数控系统在实时性和可靠性等方面所存在的问题,提出并设计了一种以嵌入式微控制器ARM和DSP为硬件基础,以RT-LINUX操作系统��
中国科技论又在线 ()嵌入式数控铣床系统主控制模块软件设计 如图()所示,该模块的软件系统主要由嵌入式操作系统软件和数控应用软件 构成。入式操作系统软件采用 内核,并加入实时模块以增加实 时特性,这种方法使只备硬实时的特性。本系统的根文件系统采用 程序采用 并开发移植了串口驱动 驱动、 驱动 键盘驱 动、优驱动、真彩驱动、触摸屏驱动。 程序主要负责软硬件环境的初始化以及引导操作系统,网卡驱动负责通过网 终发送接收数据, 驱动负责控制和器件发送接收数据等。 数控应用软件主要由紧急揀作任务模块、键盘输入仼务模块、与通信仼务模块、 代码解析任务模块、网络任务模块、以及 人机界面任务模块组成 数控应用软件主要完成了 )与通信任务实现将各种命令、参数、可执行代码及各种状态的传递 ()数控 等代码的编辑、编译以及操作命令的输入 )各种状态的监控管理以及显示,数控加工文件的编辑和管理 ()采用各种网络协议通过网络获取数控加工文件,以及系统参数设置和厂家信息安全管 理,同时还实现了盘的读取和写入,并使系统支持热插拔。 参数程序文件状态 设置‖编辑管理显示 代码解析‖网终任务 器进程 进程 应用管理进程 用户层 内核层( 紧键与 盘 实时任务调度程序 操输通 作信 内核 任任任 务务 务 实时任务调度程序 内核 硬件层 数控系统的硬件系统 图嵌入式数控铣床系统主控制器 软件架构 中国科技论又在线 )嵌入式数控铣床系统主控制模块软件设计 模块软件架构如图()所示插补程序妚用中断实现,执行插补、刀补,并且经 行速度处理与位置控制。进给控制模块首先把某一个轴的位置信息转换成相应的控制信息 然后通过产生脉冲和相应控制信号,经过模块传送给该轴所对应的伺服控制 器,完成运动控制。同时中断程序中还监控各种信号,诸如主轴转速、限位及主 轴信号等。 主程序则通过调用各模块程序,完成诸如代码的接收和缓存、监控系统运行和实时 向主控制模块()反馈各和状态信息、接收处理数控加工代码、命令和各种配置参数 及软件和硬件限位等 主程序 8ms中断服务程序 加工代码的接收与缓存 译 实时向R反馈状态信 接收处理加工命令和参 刀插 补补 速度处理与位置控制 处 理息数 串口通信 PWM控制 图运动控制模块软件架构 总结与展望 数控铣床是一个典型的杋电控制系统,嵌入式数控铣床系统作为其控制核心,不仅要求 能给用户提倛人性化的可视操作界闻,而且要求能够实现机床的高速、高精度加工控制以及 机床的高可靠性工作。 ()论文总结 本论文主要阐述了基于嵌入式的数控铣床系统的研究与实现。全文首先研究了系 统总体架构设计,然后研究了系统硬件体系的设计,最后研究了系统软件体系的设计。 围绕本论文的研究工作,取得的主要成果有 中国科技论文在线 ()运用软件工程的模块化思想,对嵌入式数控铣床系统进行了整体设计和模块划分 )在通用操作系统的基础上加入实时模块以增加实时特性。 ()在研究 设备驱动程序榘构的基础上,实现了数控铣床系统的输入输出驱动 程序的设计 )在研究了 图形界面库的基础上,实现了 在 上的 移植和 底层驱动引擎与设备驱动程序接口的对接,提高了人机界面 软件系统的开发效率,并增强了程序的可移植性 ()在 图形库的基础上,实现了数控铣床系统的人机交互软件,能够很 好的满足嵌入式数控铣床系统人机交互功能需求。 ()工作展望 通过本文的研究和丌发L作,深刻的体会到将先进的嵌入式技术应用到数控铣床系统中 去,不仅可以降低数控系统的整体成本,而且可以提髙系统的稳定性、可靠性,并且能够使 系统具备很好的可扩充性和可裁剪性,便于系统的移植、维护和升级,或根据需求的变化和 客户的要求进行功能的扩展和裁剪。虽然本论文取得了一定的成果,但由于时间有限还有以 下几个方面需要进一步的研究和完善 链接厍过大,需要进步裁剪。 ()人机交工功能相对比较简单,可以继续完善。 ()代码解析器比较简单,可以设计的更加完善和规划,以满疋不同标准的支持。 )系统对加工代码缺少仿真功能,可以在系统中加入仿真程序。 参考文献 干永章数控技术哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社 陈兴武,将新华,李光炀嵌入式数控系统的体系结构与系统设计 第卷第期 L燚龙毅宏嵌入式数控冲床的设计与实现中国科技论文在线

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