基于Windows CE的开放式数控系统的研究与开发

上位机采用嵌入式实时操作系统Windows CE负责数控代码编辑编译仿真、故障诊断、I／O监控等弱实时任务管理，下位机采用自行开发的基于DSP＆FPGA技术的运动控制卡负责插补、电机控制等强实时任务管理，是当前研发主从式结构的开放式数控系统的快捷、高效之路。介绍了数控系统中关键技术的理论原理和技术路线，并阐述了基于Windows CE平台的数控软件系统实现的方法，包括数控代码智能编译，数控代码的二维三维仿真，数控系统任务调度管理。     

基于LabVIEW和PLC的过程控制系统的设计

设计了以虚拟仪器和PLC为基础,以水箱和锅炉为被控对象的过程控制系统。采用调用动态链接库的方式,设计了LabVIEW与PLC的串口通讯模块,实现了上位机和下位机的通讯。PLC作为下位机,负责执行上位机指令和采集系统状态信息。上位机负责读取下位机采集信号,存储并实时图形显示,对设备状态进行监控,同时提供远程访问服务。系统采用模块化设计,开发效率高,界面友好,能够满足实时监控要求,运行稳定可靠。     

基于FPGA控制单片机接口的远程监测系统

介绍了基于FPGA控制单片机接口实现远程监测系统的设计.该系统采用双CPU结构,下位机负责采集现场数据,上位机控制和监测下位机,FPGA作为下位机接口的控制芯片实现现场数据采集、数据液晶显示等工作.通过RS485总线实现上下位机的远程数据通信.     

基于LabVIEW和西门子S7-300PLC的过程控制系统的设计

以某化工厂的某套化工产品生产系统装置为被控对象,采用基于LabVIEW和西门子S7-300PLC的方案进行设计。其中,PLC作为下位机,负责执行上位机指令并采集和分析系统中各类仪表、机构的状态信息并反馈到上位机;LabVIEW作为上位机,实现人机界面交互、信息存储和回放功能。上位机和下位机之间的通信采用Modbus-RTU协议。系统采用模块化设计,开发效率高,界面友好,运行稳定可靠。     

基于Galil控制器六自由度机械手的开发与应用

研究了基于Galil运动控制器的六自由度机械手控制系统软硬件方案。控制系统采用"PC+Galil"硬件构架平台,以PC机作为上位机,实现运动控制、轨迹规划及后台管理与运算等工作,以Galil作为下位机实现前台实时运动控制与检测。利用GalilTools软件在线整定了伺服系统的PID参数,优化系统的性能。利用微软的Visual Studio 2010软件开发了上位机人机操作界面,实现上位机与Galil运动控制卡之间的数据通信。实验结果展示控制系统具有良好的动态性能。     

基于CPLD与LabVIEW的电控系统故障检测仪开发

开发了多功能、便携式和高性能的布雷控制系统故障检测系统.检测系统由上位机和下位机两部分组成.上位机由工控机、触摸屏、液晶屏和接口电路等组成,主要完成故障诊断处理过程、故障原因和故障排除方法等的显示任务.下位机负责电控系统故障信号的调理、采集和信号连接等功能.主要由大容量信号接口电路、信号调理电路、信号采集电路和串口信号转换与通信电路等组成,其核心是双CPLD数据采集板.检测仪的软件也分为两部分,上位机软件由LabVIEW虚拟仪器软件平台开发,完成故障诊断信号的显示与人机交互等任务.下位机软件由VHDL开发,主要是驱动CPLD电路、数据采集和串口转换与传输等的运行.     

基于S7—200PLC的横切机伺服控制系统

通过对横切机控制系统的研究,联系系统实际的应用背景,制定了横切机控制系统的实现方案.该系统采用二级控制结构,上位机触摸屏负责接收用户界面的订单管理任务,下位机采用S7-200 PLC用来接收触摸屏发来的加工任务和调试指令,控制变频器和电机完成加工任务.     

智能三轴写字机设计

设计了一款三自由度写字机器人,可以帮助人们完成纸张上的书写或绘画需求,整体采用以LabVIEW为上位机软件开发环境,NI myRIO为下位机的控制器;该设计可以将使用者在上位机软件上自由写上想要表达的字或图转换成坐标代码,也可以利用其它数控加工软件对预期图文转换成坐标形式的G代码;在获得坐标代码后计算机通过串口或者无线的形式传给下位机进行绘制,下位机采用逐点比较法的直线与圆弧的插补作为控制原理,通过点与点的相对位置进行判断,进而控制步进电动机运动到预期位置,再由舵机实现抬笔与写字的动作,进而完成一整套流程。该设计扩展性强,可以通过更换舵机部分扩展出3D打印或激光雕刻等功能。     

活塞环数控车床控制系统的研究

对扬州大学机电研究所开发的活塞环数控车床进行数控系统研究。该系统是由工业PC和多轴运动控制器构成两级控制,上位机负责系统界面管理等非实时性作业,下位机负责运动控制、PLC逻辑控制等实时控制任务。通过基于时基的电子靠模实现主轴旋转和径向进给直线伺服电动机的协调控制,完成各种活塞环型线的加工,具有较好的高频响应特性,满足活塞环车削对数控系统的功能要求。     

多自由度机械臂运动控制系统的设计与仿真

设计了一种五自由度链式结构的机械臂,其运动控制器采用两级控制方式。上位PC机负责整个系统的管理、运动学计算、轨迹规划、通讯等;下位机采用TI公司的TMS2407DSP作为控制核心,负责对运动控制系统进行速度控制、位置反馈、PWM波的输出、事件中断管理等。利用MATLAB和ADAMS软件对单关节运动控制系统进行了仿真。     

开放式教学型数控系统研制

为了解决数控系统的封闭性和数控技术培养模式的局限性所带来的问题,本文通过对当前开放式数控系统组成形式进行分析,结合教学实际,建立一个基于＂PC＋运动控制卡＂具有主从式结构的开放式数控教学系统,上位机界面的设计基于Windows操作系统,在编程语言方面采用VisualC＋＋作为开发工具。     

ARM在嵌入式数控系统中的应用

本文介绍了基于ARM的嵌入式数控系统。该系统为主从式结构,上位机以ARM9为核心,实现人机交互,下位机以ARM7为核心,结合FPGA实现机床的运动控制,上下位机通过CAN总线进行通信。     

数控转塔冲床运动控制系统研究

根据数控转塔冲床上料机构工作特点和要求,采用＂PC＋运动控制卡＂模式构建了开放式数控系统平台,研究其在伺服控制系统中的应用。利用VS2008提供的MFC作为工具进行二次开发,开发底层控制程序。通过调用运动控制卡提供的运动函数库设计伺服控制系统软件。     

An interpolation method for the open CNC system based on EPM

A typical open computer numerical control (CNC) system should own the capability of being redeveloped easily and effectively, and any improvements of interpolation algorithm or machining technique could be put into practice by users conveniently. However, this is not always available in the current open CNC systems. To solve this problem, an interpolation method based on external profile mode (EPM) is introduced to improve the universality and the performance of an open CNC system in this paper. The method is realized with a rough interpolation in the PC host and a fine interpolation in the slave motion controller. With this method, various interpolation algorithms can be easily realized in the rough interpolation when machining complex contours. Meanwhile, the machining parameters during each interpolation cycle can be wholly determined by the host, so a real-time adjustment of machining parameters can be accomplished during the interpolation. The working principal of EPM is presented in this paper, and the realization of interpolation algorithms with the proposed method is described. A look-ahead algorithm for determining the machining parameters of each segment is implemented based on the length of segments in the rough interpolation. An acceleration/deceleration strategy with confined jounce is proposed in the look-ahead algorithm. The experimental results of specific profile interpolation show that the interpolation method based on EPM can make the open CNC system more universality and high performance.     

Modbus协议在缠绕机控制系统中的应用

为了提高缠绕机控制系统的稳定性,设计了采用Modbus通信协议的基于嵌入式运动控制器和工控机的缠绕机主从控制系统。介绍了玻璃钢缠绕机控制系统及其结构原理、Modbus通信协议及其数据传输技术,叙述了在Windows2000系统下利用VisuMC＋＋6．0实现上位机通信程序的实现方法以及下位机通信程序的设计。     

CPLD在基于DSP的多轴运动控制卡中的运用

现代“PC＋运动控制卡”型数控技术对运动控制卡的通信速度、插补轴的数目以及对运动控制卡扩展IO的数目有了越来越高的要求。该文介绍了基于TI公司DSP以及ALTERA公司第二代CPLD高性能伺服运动控制卡的设计,充分利用CPLD的逻辑可编程特性对运动控制卡的功能进行拓展,通过CPLD对控制总线的操作,实现了PC通过ISA总线与运动控制卡通信功能,提高了运动控制卡与PC的通信速度;利用CPLD在其内部实现PWM以及编码器鉴相功能模块,极大地扩展了运动控制卡的最大可插补轴数以及扩展IO的数目,具有很广的应用范围和很强的使用价值。     

数控冲床控制系统的开放式设计

使用PLC和运动控制卡构成系统的硬件平台,工控机作为上位机,构建一种开放式数控冲床控制系统。PLC完成开关量的采集和逻辑控制,运动卡实现伺服系统的运动控制。用VC＋＋6．0开发通信接口以及监控界面,实现了高效、灵活的开放式冲床控制系统设计。     

面向仓库管理系统的叉车车载无线终端的设计

所设计的叉车下位机的无线终端以8位高速嵌入式芯片为核心,整合了LCD显示屏、无线射频和条码扫描器等模块。上、下位机通过无线射频方式联系,下位机显示屏实时显示上位机的指示,方便叉车操作员根据指令进行作业,省时省力,有效地提高了作业效率。     

基于ARM+PMAC结构的数控系统设计

主要阐述ARM+PMAC的数控系统的硬件体系架构、ARM(μC/OS)与PMAC之间的通讯的实现、ARM与PMAC数控系统软件结构,这种结构思路能够开发出高速高精的数控系统。     

A new architecture of open CNC system based on compiling mode

Nowadays, the research of open CNC system based on PC has been the main focus of open CNC system technology. To improve the real-time performance of open CNC system, the embedded real-time OS such as RTX is widely used. However, there still remain several problems such as high development cost and difficulty and long-term investment cycle when adopt this method. On the other hand, the traditional interpretive mode to process G codes could bring some disadvantages, for example, limitation of interpolation algorithm. In this paper, a new kind of compiled-typed open CNC system is brought up. The architecture compiles the whole G codes into the object codes which are executable for the control system in the common Windows operating system and uses Ping-Pong mode to store object codes in the lower computer to lower the real-time requirement for the upper computer. Then the system prototype is developed, and the feasibility of compiled-typed CNC system is verified.