基于现场总线的加工中心用六轴数控系统

论文设计了一种面向数控系统的现场总线协议,提出了基于现场总线的六轴数控系统总体结构,并详细论述了现场总线接口的软硬件实现方案.开发的高档数控系统在五轴加工中心上进行了实际应用,实际切削实验结果表明所设计的现场总线接口实时性强、可靠性高,能满足高档数控装置对高速高精加工的要求.     

基于PROFIBUS总线的数控系统建模与仿真

针对现场总线控制系统的特点,建立了基于现场总线数控系统的基本模型.由于现场总线的通信环节的时间延时的大小决定了基于现场总线的控制系统实时性能,本文利用Matlab/Simulink工具建立基于PROFIBUS-DP的数控系统通信系统模型,通过仿真,对现场总线数的传输延时对数控系统的性能影响进行评估,为基于现场总线的CNC系统的研究与开发提供了理论依据.     

21世纪开放式可重构数控系统的发展

分析了开放式数控系统的发展状况，在对国内外特别是新颁布的开放式数控系统国家标准研究基础上，构造了一种基于DSP、FPGA以及高速现场总线PROFIBUS-DP的开放式可重构数控系统。     

基于CAN总线的嵌入式数控系统网络化研究

本文提出了一种基于ARM的嵌入式数控系统,通过在ARM上扩展CAN总线接口来实现嵌入式数控系统的网络化.利用现场总线技术和嵌入式技术的各自优势,可以很好的组建新型的局域网嵌入式数控系统.基于CAN总线嵌入式数控系统的网络化可以极大的提高数控加工的效率和增强整个系统的实时性,对制造业领域将产生深远的影响.     

基于现场总线的数控系统通信环节时间特性分析

分析了传统的封闭数控系统的局限性，并结合现场总线的特点和开放式数控系统的要求，提出了基于现场总线的开放式数控系统的结构。由于通信环节响应时间决定了现场总线控制系统的性能，因此详细分析了基于现场总线的数控系统通信环节的时间特性，并给出了系统响应时间测试方法及实验结果，为基于现场总线的数控系统的研究与开发提供了理论依据和实验数据。     

数控系统的可重构性设计

利用现场可编程门阵列(FPGA)丰富的逻辑资源及其内部可编程的特点,提出可重构数控系统硬件设计方法,介绍以FPGA为控制核心的数控系统的设计方案,分析可重构设计思想、可编程脉冲发生器的设计和数字微分分析法(DDA)精插补等.基于FPGA的数控系统响应速度快,可重构性强,减少了系统的外围接口器件,降低了系统成本.     

基于CH372-USB总线芯片的FPGA控制器

USB逐渐成为现场调试和实时监测设备的标准接口,在比较了几种实现USB接口的方式后,采用FPGA与带USB底层协议的总线芯片来实现USB接口通信。采用FPGA作为主控芯片,设计了基于CH372-USB总线芯片的控制器,论述了控制器工作的原理和核心状态机的设计过程,解决了FPGA控制CH372时,CH372对时序和命令输入的要求。最后,搭建实验硬件平台,验证了该方案的可行性和有效性。     

基于异构多核处理器的嵌入式数控系统研究

针对传统嵌入式数控系统性能差、可扩展性差、人机界面不友好等特点,结合异构多核技术和现场总线技术的优点,提出并开发了一种基于异构处理器和现场总线技术的嵌入式数控系统。该数控系统运行在异构多核处理器之上,通过在不同的处理器核心上同时运行通用系统和实时系统,采用静态划分的方式将数控系统内部的任务分配到不同的处理器核心上,使用现场总线技术实现嵌入式数控系统与伺服电机之间的连接,简化数控系统与伺服驱动器之间的连线。实验证明,开发的数控系统具有良好的实时性和扩展性,验证了设计的合理性。     

基于Windows NT与实时扩展的开放式数控系统的研究

为了提高数控系统的开放性和运行效率,提出一种基于Windows NT及实时扩展的开放式数控系统架构及其实现方法.在该架构中,实时性弱的任务在通用PC中运行,而实时性强的运动控制任务则分布在伺服驱动器中完成.通用PC和伺服驱动器之间用现场总线进行通讯.系统软件采用模块化设计,各模块之间的通信被抽象和统一为接口,使系统软件具有良好的开放性和可扩展性.     

基于双现场总线的开放式数控系统结构研究

在分析Profibus和CAN两种现场总线的特点和开放式数控系统特征的基础上,提出基于双现场总线的开放式数控系统体系结构。研究和划分了数控系统组件,介绍开放式数控系统运动控制的实现。由于采用了双总线结构,能大大减少信息流的冲突,可提高系统的可靠性和传输效率,为高速、高精度数控加工提供了有效的途径。     

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。     

基于PCI9054与FPGA的高速低电压差分信号接收器设计

在图像处理和一些特殊应用中,需要在较远距离上高速传输数据,现有的标准串行接口无法同时满足传输距离和传输速率的要求,因此需要设计一种新的高速串行通信方案。本文基于PCI总线较高的数据吞吐率,设计了一种以PCI9054为桥接芯片,FPGA为局部总线控制器,高速双端口RAM为接收缓冲器并采用中断与DMA传输方式相结合的高速低电压差分信号(LVDS)实现方案,通过实验验证,该方案通信速率达到了50Mb/s。     

基于FPGA的VXI总线频谱仪模块接口设计

VXI频谱分析仪模块作为消息基器件,其接口不但要实现基本的配置,还要具有数据通讯和中断等功能。该文介绍一种采用现场可编程门阵列(FPGA)实现其复杂功能的设计方案,大大简化了硬件电路,增加了系统的灵活性,有利于系统的模块化,具有一定的通用性。     

串联式混合动力城市客车动力系统研究

基于某一公交线路运营试验和车辆运行数据,对串联式混合动力城市公交车WG6120HD各项行驶参数进行了对比分析,得出了城市公交混合动力系统的工作特点。针对该公交线路,采用线路能量平衡和发动机动态功率跟随控制策略来满足线路总能量需求和车辆瞬态功率供给的要求。该策略将能量和功率分开管理,并通过动态耦合,有效协调了公交车功率配置高和平均需求功率低之间的矛盾。运营试验表明：该混合动力系统运行可靠,控制策略合理有效。
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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。     

基于de Boor算法的NURBS曲线插补和自适应速度控制研究

以NURBS曲线deBoor递推插补算法为基础，针对NURBS曲线速度处理的特殊性，建立了一种NURBS曲线自适应速度控制模型，该模型分为速度自适应控制和插补前加减速处理两部分。以deBoor算法为基础对整个插补周期的弓高误差以及切向和法向加速度进行实时监控，分析了误差产生的原因并进行了相应的速度控制；以插补前直线加减速为例引入NURBS反向插补的概念，解决了NURBS曲线减速区长度计算问题。实验结果表明，该模型满足实际的NURBS曲线插补的需要。     

一种基于CAN总线的机床数控系统接口设计研究

提出了一种基于CAN总线结构的嵌入式机床数控系统与伺服驱动器之间的通信接口的设计方法，解决了数控系统与伺服驱动器间指令信息误差对数控系统性能的影响。设计了数控系统与伺服驱动器间基于CAN总线的数据结构。设计的基于CAN总线的数控系统接口具有集成度高、结构灵活、可扩展性好、性价比高等特点。     

CBN球面砂轮数控磨削复杂形状刀具

提出一种新的磨削加工工艺,即采用CBN球面砂轮数控磨削复杂形状刀具,利用球面的自适应性,以减少所需CNC磨床联动轴数,并实现球头铣刀不同形状刀体接合处前刀面的光滑过渡。同时,新工艺为新型的复杂曲面CNC磨削工艺系统的开发提供理论参考。在以AutoCAD2006为基础构建的磨削仿真加工平台上,以典型的圆锥球头立铣刀前刀面的磨削加工为例,验证了该方法在减少机床联动轴数以及实现前刀面光滑过渡问题中的可行性和有效性。     

数控系统的运动控制实时中断技术研究

实时控制是数控系统要研究的一项关键技术,其中运动实时中断控制是技术难点.针对典型的Windows CE.NET操作系统平台,分析Windows CE.NET的体系结构,研究Windows CE.NET的中断体系结构的总体模型和中断处理的过程.研究定时器驱动程序的开发,驱动程序主要分为两种:本机驱动程序和流接口驱动程序,采用Windows CE.NET提供的流接口驱动模型,快速地开发设备的定时器驱动程序.采用定时器卡进行插补控制实验,通过外部定时器触发来实现实时运动控制.     

基于USB通讯的PC-ARM9数控系统设计

设计一种基于USB通讯的PC-ARM9数控系统,采用"上位机+下位机"结构模式。PC机作为上位机负责G代码文件的生成和管理、G代码译码、界面的搭建等任务;以"ARM+CPLD+FPGA"构建的运动控制器作为下位机,负责粗精插补和开关量I/O管理等任务。重点介绍了系统的硬件架构和软件流程。