基于嵌入式L的数控系统软件的研究与开发

论文摘要

数控技术是各种先进制造技术的基石,而国产数控机床还存在诸多问题,如生产效率低、精度低等缺点,与国外的数控机床之间存在着很大的差距。这种情况对于我国的数控产业发展不利。而随着计算机处理器速度的提高,它使得原先在数控系统中只能由硬件来实现的功能能够通过软件来实现。数控系统的软件在很大的程度上决定了数控系统的工作效率、工作方式、可靠性及开放程度。因此,对数控系统软件的研究就显得尤为重要。本文在实验室目前正在研发的硬件平台上研究开发基于嵌入式的数控系统软件,对其进行了总体设计,介绍其软件开发模式,对软件的任务进行分解规划,将其分为管理部分和控制部分。具体内容涉及数控系统管理部分人机交互界面各层次的设计与实现,包括具体的程序显示画面、位置显示画面、信息显示画面、帮助画面等的具体实现;控制部分译码模块的实现,包括数控程序的分析检错、译码模块的调用与实现、分别从长度补偿和半径补偿进行研究,并提出了一种五轴刀具补偿算法;此外研究开发了通信软件,将机与机床间的网口通信和串口通信集成到一个软件中,克服了通信方式的单一性,便于用户根据不同情况选择不同的通信方式。本文研究开发的基于嵌入式的开放式数控系统在自主研发的加工中心上进行测试,证明具有强大的功能性、灵活的适应性和良好的开放性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 数控系统国内外现状
• 1.1.1 国外数控系统现状
• 1.1.2 国内数控系统现状
• 1.2 数控系统发展趋势
• 1.3 本课题研究意义与背景
• 1.4 本文内容安排
• 第二章 嵌入式数控系统总体研究
• 2.1 嵌入式数控系统概述
• 2.1.1 嵌入式系统介绍
• 2.1.2 的特点
• 2.1.3 采用嵌入式进行数控系统开发的特点
• 2.2 系统硬件结构
• 2.3 系统软件开发方式
• 2.4 系统软件总体设计
• 2.4.1 设计理念
• 2.4.2 软件构架
• 2.4.3 控制线程处理流程
• 2.4.4 任务分解
• 2.5 本章小结
• 第三章 数控系统译码模块设计
• 3.1 译码模块总体介绍
• 3.2 数控加工程序的分析与检错
• 3.2.1 数控加工程序的分析
• 3.2.2 数控加工程序的检错
• 3.3 译码模块的调用与实现流程
• 3.3.1 译码模块的调用流程
• 3.3.2 译码模块的实现过程
• 3.4 译码模块的调用与实现流程
• 3.4.1 五轴联动机床的结构
• 3.4.2 刀具补偿概述
• 3.4.3 刀具补偿算法研究
• 3.5 仿真界面实现
• 3.6 本章小结
• 第四章 数控系统人机界面模块的设计
• 4.1 人机界面设计原则
• 4.2 人机界面模块划分
• 4.3 系统人机界面的实现
• 4.3.1 位置显示（PosView）
• 4.3.2 程序画面（ProgView）
• 4.3.3 信息显示（Message）
• 4.3.4 帮助画面（Help）
• 4.4 本章小结
• 第五章 数控系统通信软件的开发
• 5.1 串口通信的实现
• 5.1.1 串行通信方法的选择
• 5.1.2 串口通信的关键设置
• 5.1.3 关键函数
• 5.1.4 具体程序实现
• 5.2 网口通信的实现
• 5.2.1 Socket 简介
• 5.2.2 网络通信程序实现流程
• 5.2.3 具体程序实现
• 5.3 实施效果
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论和展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢