基于Windows CE的纸箱打样机嵌入式数控系统开发
嵌入式技术的发展给工业控制领域带来了深刻影响,促使工控领域的技术变革和产品升级。数控技术也越来越多与嵌入式技术结合在一起,形成新的技术领域一嵌入式数控技术。论文的主要研究目标是为纸箱打样机开发一款基于Windows CE的嵌入式数控系统。文中介绍了其软硬件构架,给出了其关键环节的技术实现。
论文首先分析当前国内外纸箱打样机发展现状以及嵌入式技术在数控领域的应用概况,详细介绍了Windows CE嵌入式操作系统特性及体系结构,进一步阐述选择Windows CE作为数控平台操作系统的原因。以ARM9处理器S3C2440A与专用DSP运动控制器MCX314为核心,构建结构紧凑、开放性好、可靠性高的嵌入式硬件平台,对S3C2440A和MCX314之间的硬件连接进行了详细说明。随后简要分析了Windows CE的流驱动模型,并开发MCX314的流驱动程序。采用S3C2440片上定时器作为插补定时器,实现数控系统的实时插补控制。
系统采用软硬件相结合的插补方式,由S3C2440A为核心的上位机以软件方式实现粗插补,精插补由下位机MCX314硬件实现。文中给出了一种改进的时间分割法,并详细讨论了直线和圆弧的具体插补计算过程。为了提高加工效率和平稳性,对速度前瞻进行了研究,给出一种基于插补前直线加减速的控制算法,能够根据设定的最大前瞻段数以及实际加工轨迹的几何特性,自适应地确定转接速度的近似最优解,从而实现进给速度在转接处高速转接和平滑过渡。采用编译&解释的方式解析NC代码,以“指令”&“数据”形式实现编译输出,以较小内存实现数据存储。实际打样过程中,以主线程、控制线程、计算线程、插补线程、仿真线程协调处理来实现系统的实时控制,并重点讨论其同步及通信方式。
在eMbedded Visual C++下开发数控系统的应用程序,并通过实例演示了系统的部分功能。实际打样加工情况表明,开发的基于Windows CE的纸箱打样机嵌入式数控系统实时性较高、稳定性好、效率高且操作简便。
纸箱打样机;嵌入式数控系统;WindowsCE;时间分割法;多线程;ARM9处理器
广东工业大学
硕士
机械电子工程
刘建群
2011
中文
TB486;TP368.1
70
2011-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）