论文部分内容阅读
嵌入式技术的迅猛发展及微处理器的长足进步,给工业控制带来新的希冀。嵌入式技术在很多产业领域得到应用,并取得良好效果,正在日渐改变着嵌入式技术的应用行业。嵌入式技术的发展和应用同样影响着工控领域,数控技术作为工控领域的重要技术其发展也在逐步被嵌入式技术所影响。当前主流的数控系统是基于PC实现的数控系统,其CPU针对复杂指令集所设计,硬件冗余无法自主裁剪且其操作系统也非针对实时控制所设计。因此该主流数控系统难以适应当今数控系统对低功耗和高实时性的发展要求。基于嵌入式技术和微处理器技术的数控系统则能弥补传统数控系统的不足。 本文在综合分析数控机床的现状及发展趋势的基础上,设计了基于WinCE7嵌入式实时操作系统、ARM Cortex A8微处理器作为上位机,运动控制卡作为下位机的数控转塔冲床数控系统。硬件采用ARM、运动控制卡组合平台,并对上位机显示器接口、以太网接口、SD卡接口、USB接口进行了设计。对运动控制卡与伺服驱动器的连接以及输入输出资源的分配做了详细介绍。软件系统采用了高度模块化的嵌入式实时操作系统WinCE7,并进行了WinCE软件平台的搭建及到开发板的移植。对数控转塔冲床数控软件系统进行模块划分详细分析了各个软件模块的功能,分别对各个模块进行了设计。实现了NC代码的编辑与解释、上位机与运动控制卡之间的通信、系统监控、参数设置等功能。基于S曲线速度控制算法,研究了改进型S曲线速度控制算法使其能简单化,降低运算量,使得该算法能在嵌入式系统中更好的应用。在多路径段的速度控制中采用速度逆向估算方法综合考虑路径转接点处的速度约束,使系统速度衔接平滑稳定。通过一系列测试,验证所设计数控转塔冲床数控系统软硬件合理性和实效性,达到设计预期目标。