基于ARM和Linux的嵌入式數(shù)控銑床控制系統(tǒng)的設(shè)計及開發(fā).pdf

1、數(shù)控技術(shù)是制造自動化的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代制造業(yè)的靈魂，其水平的高低是衡量一個國家工業(yè)現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志。當(dāng)前國內(nèi)流行的數(shù)控系統(tǒng)多以通用PC+CNC接口板的形式存在，這種方法通用、構(gòu)建方便，但卻需要占用一臺通用計算機(jī)和一個龐雜的Windows操作系統(tǒng)。對于單純的數(shù)控系統(tǒng)來說，當(dāng)今的嵌入式系統(tǒng)和技術(shù)已足夠滿足其功能要求。本課題旨在嘗試使用基于ARM和Linux構(gòu)建的嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)計算機(jī)數(shù)字控制(CNC)，使數(shù)控系統(tǒng)簡潔、集約。同時希望本文為后來

2、的研究者提供有益的參考和經(jīng)驗(yàn)。 首先根據(jù)功能要求，提出了三軸聯(lián)動銑床系統(tǒng)的總體方案設(shè)計，設(shè)計中研究了數(shù)控系統(tǒng)與選用的伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)及編碼器的連接方式。其后考慮了對處理器和操作系統(tǒng)的選型，進(jìn)行了總體設(shè)計，并簡述了硬件系統(tǒng)的構(gòu)成。開發(fā)過程中，首先為ARM處理器搭建了開發(fā)環(huán)境并移植了Linux操作系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上移植了Qt/E-3.1.1及Konqueror/Embedded軟件。自行編寫擴(kuò)展設(shè)備的驅(qū)動程序、G代碼編譯程序、插補(bǔ)算

3、法、刀補(bǔ)算法、PWM算法、自動、手動加工、機(jī)床操控圖形界面、仿真程序及仿真界面、串口通信等程序，其中對傳統(tǒng)的圓弧插補(bǔ)算法進(jìn)行了優(yōu)化，自創(chuàng)了一套免預(yù)讀C刀補(bǔ)體系。最后將這些程序添加到根文件系統(tǒng)中，構(gòu)成完整的數(shù)控軟件系統(tǒng)。 通過使用Matlab仿真，驗(yàn)證了本數(shù)控系統(tǒng)中用到的各算法的正確性。通過實(shí)際運(yùn)行檢驗(yàn)，證明機(jī)床操控界面能夠如預(yù)期效果顯示和操作；串口可以收發(fā)信息；網(wǎng)絡(luò)功能正常；通過仿真加工軌跡，證明編譯程序、插補(bǔ)程序、刀補(bǔ)程序及仿