SOFT型CNC數(shù)控系統(tǒng)控制軟件的開發(fā).pdf

1、制造業(yè)當中的機械制造業(yè)從來就是發(fā)達國家整個工業(yè)和國民經(jīng)濟的基石.機械制造業(yè)最基本的裝備——數(shù)控機床又是這個基石中的關鍵.它是現(xiàn)代科學技術的最前沿——信息技術與傳統(tǒng)機床相結(jié)合的產(chǎn)物,是先進制造技術的基礎.為了適應現(xiàn)代制造業(yè)用戶的需求,CNC結(jié)構(gòu)正發(fā)生著巨大變化,開放式數(shù)控系統(tǒng)正以它顯著的優(yōu)點,漸漸的取代傳統(tǒng)的CNC系統(tǒng).通過對國際上三種主要的開放體系結(jié)構(gòu)——美國的OMAC、歐洲的OSACA、日本的OSEC計劃的比較,可發(fā)現(xiàn)前二者的體系是理

2、想的、革命性的,力圖成為自動化領域的通用國際標準,它的范圍涵蓋了整個自動化領域,可以提供全方位的開放,但這意味著它所需考慮和處理的技術和非技術問題越多,其開發(fā)工作量異常的大,短期內(nèi)難以完成其對大多數(shù)操作平臺的支持.而OSEC體系的目標是建立國際性的工廠自動化控制設備標準.其重點集中在數(shù)控本身和分布式控制系統(tǒng)上,因而它是可階段性實現(xiàn)的,并且對數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展有直接的指導意義.此次開發(fā)的SOFT型CNC數(shù)控系統(tǒng)采用的就是OSEC體系結(jié)構(gòu),此系

3、統(tǒng)采用"通用PC+CNC接口板"的系統(tǒng)組成模式.PC機既完成前端管理等非實時任務、又完成如實時插補、位置控制、狀態(tài)監(jiān)測、仿真等一些實時任務;CNC接口板只擔任溝通PC接口和物理驅(qū)動器接口的任務.通用PC機上的控制軟件由前后端系統(tǒng)聯(lián)合共享數(shù)據(jù)區(qū)來完成CNC系統(tǒng)的各種計算、控制、仿真等任務.這種模式的開放式數(shù)控系統(tǒng)提供給用戶最大的選擇和靈活性,最大限度的利用了PC的軟硬件資源,價格低廉,適應未來先進制造技術的要求.本文第一章在分析國內(nèi)外數(shù)控

4、技術發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢的基礎上,對最有發(fā)展前景的開放式CNC數(shù)控系統(tǒng)的定義、體系結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)形式進行了詳細地論述.第二章到第五章是本文的重點,也是本文的核心.第二章對CNC數(shù)控系統(tǒng)進行了詳細的需求分析,并建立了CNC系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)模型,應用引入的軟件芯片思想,建立了CNC控制軟件的芯片結(jié)構(gòu)模型.第三章重點介紹了SOFT型CNC系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境與方法的選擇、軟件框架的建立、數(shù)據(jù)流與數(shù)據(jù)區(qū)的具體設計、編譯譯碼芯片和軌跡繪制芯片的設計.第四章主要針對實

5、時多任務并行處理展開論述,重點介紹了實時多任務并行處理的基本策略,以及在Windows操作系統(tǒng)下應用多線程技術解決CNC系統(tǒng)的實時任務調(diào)度的具體方案.第五章對數(shù)控系統(tǒng)的插補計算進行了論述,主要介紹了擴展DDA算法,以及此算法在本次開發(fā)的SOFT型CNC系統(tǒng)中的實現(xiàn),并對三次B樣條曲線的插補原理進行了簡要的推導與介紹.第六章對開發(fā)的控制軟件作了總體介紹,并對系統(tǒng)的工作流程、調(diào)試情況進行了分析,最后論述了此CNC系統(tǒng)開放性的實現(xiàn)程度.第七章