基于可编程逻辑器件的可重构数控系统研究

根据可重构制造系统的发展要求，分析了数控系统重构的重要性，讨论了可重构制造系统，可重构数控系统和开放式数控系统之间的关系。在此基础上，总结了目前实现数控系统重构的软硬件途径，然后，重点结合可编程逻辑器件和硬件重构技术，提出将可编程逻辑器件应用于可重构数控系统开发，并进行了可实现性，经济可行性分析，最后，通过一经济型可重构数控系统的研制，验证了实现的可行性与有效性。     

基于开放结构控制器的可重构数控系统

讨论了可重构制造系统、可重构机床和可重构数控系统的内涵及关系，提出以开放体系结构控制器为基础构建可重构数控系统，并结合运动控制器的开放性，分析了数控系统重构的可行性。利用组件技术，阐述了可重构数控系统的实现机理和开发流程。最后，通过可重构数控系统的开发实例，表明该方法在实际应用中具有很好的实用性和易用性。     

基于USB和组件技术的可重构数控系统的研制

提出了数控系统的硬件由一台工控机和一些通过USB总线与工控机进行通讯的功能模块组成，不同的功能模块通过设备驱动程序来屏蔽不同硬件设备间的差异，从而使数控系统控制软件的开发独立于硬件设备。使得数控系统的重构成为可能；为了实现数控系统软件的可重构，文中提出了数控系统软件通过核心支撑平台和若干完成特定功能的组件组合而成，通过对数控系统软件结构进行合理的模块化分解，采用COM规范构建数控系统的组件模块能够很好地解决软件重构问题，为后继的系统开发奠定了较好的基础。最后通过一个基于USB总线的雕刻机可重构数控系统的开发，证明了其方案的可行性。     

基于FPGA的硬件可重构数控系统的研制

可重构要求是21世纪制造系统的核心能力,为了实现数控系统的重构,提出了一种硬件实现方法将数控系统模块化,各模块采用硬件描述语言设计为数控IP(NC Intellectual Protocol),通过数控IP的集成完成数控系统的设计,改变下载到现场可编程逻辑器件中的配置数据来完成数控系统功能的重构.通过一经济型可重构数控系统原型的开发验证这种方法的可行性.     

串行总线计算机数控系统

论述了串行总线的优点,介绍了国内外数控系统总线接口的发展概况,提出了串行总线计算机数控系统（ＳＣＮＣ）的概念及其发展对策。     

可重构并联机器数控系统的设计

数控系统是可重构并联机器开发中的一个重要部分。在可重构并联机器的数控系统的软件开发中,使用面向对象建模语言UML建立了逆解运动学的模型,将动态库技术用于重构条件下并联机器的逆解运动学模块与数控系统执行层次的通讯,实现了一套数控系统能够控制可重构并联机器的多种构型。     

基于Windows 2000的非圆截面车削数控系统

提出了基于Windows 2000以及高速实时串行总线的非圆截面车削数控系统结构。系统由普通数控功能扩展非圆加工模块实现。PC机与信号接口板联合实现普通数控功能，数控系统的实时性在Windows 2000平台下通过设备驱动程序配合高速实时串行总线实现。为实现直径方向的高速往复运动，非圆截面车削通过在X方向叠加U轴来实现非圆车削的直线进给运动，由专用直线伺服模块完成。刀架进给机构采用超磁致伸缩直线位移驱动器。直线伺服模块跟踪主轴编码器角度确定非圆加工刀具进给量。数控系统在中凸变椭圆活塞表面加工生产线投入应用，加工结果证明了系统的实用性。     

基于现场总线的可重构数控系统的研究

在研究开放式可重构数控的基础上，构建了基于先进精简指令集微处理器和运动控制芯片的数控平台，提高了系统的集成度和稳定性，实现了生产过程的数字化与高速高精。基于现场可编程门阵列器件的硬件可重构设计，避免了资源浪费，实现了柔性制造。为解决因数控系统信息交互密集而产生的实时性、可靠性等差的问题，在对现场总线时间特性分析的基础上，开发了基于现场总线的开放式数控系统。最后，通过在机床数控系统中的应用，验证了方案的可行性和高效性。     

基于组件的开放结构数控系统

提出并实现了一种模块化、可重构、可互换和可裁减的开放式数控系统结构,为快速定制和开发数控系统提供了一个软件结构和环境,该结构结合了通用PC、RTLinux和实时组件的优点。在分析现有组件标准不能应用于数控系统的原因的基础上,给出一种可用于数控系统的组件模型。介绍了由该模型实现的开放结构数控系统的基本组成成分,以及组成一个基本数控系统组件的功能、接口和图形表示。详述了该系统的虚拟模块系统和配置系统,虚拟模块系统主要实现数控系统模块间通信和模块的调度,配置系统主要实现数控系统的集成。给出了该组件的实现框架,并在RTLinux上实现了该结构的原型系统。     

基于模块化思想的可重构数控系统初步研究

提出采用模块化思想来开发可重构数控系统。对数控系统软件进行了模块化划分,并结合刀具补偿模块的实现对可重构数控系统的研究与开发作了一些分析、探讨。     

USB通讯在数控系统中的应用

介绍了一种基于USB通讯的PCNC数控系统体系结构。主要阐述了数控系统体系结构及工作原理、USB固件编程以及USB通讯和驱动程序的开发等内容。该技术方案具有开发简单、易于实现的特点，可适用于高速数控系统的开发。     

基于MC68K和FPGA的嵌入式可重构数控系统的研究

提出了一种基于嵌入式微处理器MC68K和FPGA的可重构数控系统的硬件设计方法,解决了硬件逻辑电路变化的问题,提升了数控系统的通用性和柔性。     

基于ARM9的CNC系统USB-HOST驱动实现

以USB 1.1版本协议和OHCI 1.0版本协议为基础,开发了基于ARM9( EP9315)处理器的USB-HOST的驱动程序.该系统同时支持FAT16和FAT32文件系统,已成功应用于广州数控GSK928TEa及GSK928TCa的CNC系统,实现了工业化生产并推向市场.实践证明:该系统性能稳定可靠,通用性强,方便移植于其他平台.     

基于FPGA的开放式数控系统硬件配置设计

根据开放式数控系统的配置要求,在PC＋可编程I/O卡的体系结构的基础上,总结分析硬件可配置的可实现背景,采用模块化的思想提出并建立了基于FPGA平台的硬件可配置模型。利用硬件编程语言完成重要模块的设计,分析了仿真结果验证设计的可行性与有效性。在自行研制的开放式数控系统上完成了四轴配置的验证,达到了开放式数控系统硬件可配置的要求。     

一种基于硬件在环的可重构数控系统验证方法

作为一种开放式控制器,可重构数控(Computer numerical control,CNC)系统充分利用先进的控制技术、硬件产品等有利资源,提高系统功能的自适应性与快速响应能力。针对可重构CNC系统的验证过程复杂、硬件环境依赖性强等特点,采用硬件在环的设计方法,由仿真系统模拟数控机床的加工制造过程。给出面向可重构CNC系统的硬件在环仿真环境设计方法:采用现场总线连接数控系统与仿真环境,满足实时性、动态性等测试要求;建立机床驱动设备的仿真功能单元,完成数控加工指令的控制操作;实现数控机床的加工过程仿真,采用图形方式显示工件的切削成形过程。结合S曲线插补算法以及三轴数控铣床的仿真实例,对可重构CNC系统的加工控制过程进行测试,并且与实际加工样件进行对比分析,说明硬件在环技术在可重构CNC系统测试过程中的可行性与有效性。     

基于USB的激光热处理数控系统研究与开发

结合数控系统典型功能开发了基于USB的激光热处理数控系统，根据USB通信特点提出了一种其在数控系统应用中的通信方法提出了一种简单易用的网格生成方法，并根据激光热处理机床的工况，将S曲线加减速形式应用于控制系统，解决了机床冲击振动问题。系统具有可靠性高，功能全，人机界面友好的特点，在实际应用中取得良好效果。     

基于USB/CAN总线的计算机数控系统研究

提出了一种基于USB/CAN总线结构的计算机数控系统,并根据数控系统的控制量类型,设计了带有CAN接口的运动控制模块以及开关量输入/输出模块,并通过USB/CAN总线与PC工控机构成了一种具有开放式结构的新型数控系统。最后,在Windows操作系统下对系统的核心软件进行了编制。