基于嵌入式的数控技术研究与实现

在数控技术网络化、信息化、开放性发展的趋势下,针对当前基于PC数控系统的结构和功能缺乏柔性、扩展不方便、资源利用不很充分、系统开放性不够等问题,利用嵌入式、网络与通信技术,提出了模块化、网络化嵌入式数控系统的概念和体系结构.在该体系结构的框架下,具体介绍了其硬件和软件系统平台的模块化的开发和实现过程.通过模块化的嵌入式软硬件结构设计,该系统具有资源利用更充分、结构灵活、易于扩展、具有开放架构并能更好满足网络化数字制造环境下数控加工需求的特点,且通过嵌入式Web实现了更便捷的远程控制与监测.     

开放式数控系统体系结构及网络化实现

基于通用PC平台的架构不能从根本上解决数控系统的开放性,系统可靠性也有待进一步研究验证.借助国内外对开放式数控系统(ONC)的研究和开发经验,基于ARM DSP构架和嵌入式RTLinux的开放式数控系统完全可以取代现有的PC平台,从底层实现数控系统的开放,同时通过实时发布/订阅通信模式保证上下位间实时通信,实现数控系统的网络化和集成化,并通过对一台车床的改造验证了系统的有效性.     

基于嵌入式网关的电焊机以太网接入方法研究

介绍了一种基于以太网的电焊机网络接入方法。随着以太网技术的迅猛发展，其应用于工业生产已成为重要的研究方向。利用嵌入式网关结合单片机控制系统实现了电焊机的以太网接入，可以使作为现场生产单元的电焊机与目前基于以太网和TCP／IP协议的企业信息系统无缝集成。从而使焊接生产过程的网络化和信息化以及电焊机的远程故障诊断成为可能。     

数控系统网络和远程服务功能的研究和试验

数控系统的网络和远程服务功能是发展网络化制造系统关键技术之一。本文研究和试验了采用PC计算机通用网络系统软件硬件实现数控系统网络和远程服务功能的方法，并提供试验结果。     

数控机床智能化的关键技术及应用研究

基于嵌入式技术、网络通信技术以及智能技术的最新成果,提出了嵌入式智能化、模块化、网络化数控系统,并对其整体架构、各智能模块的功能与作用以及所采用的总线技术进行了阐述。利用嵌入式技术来设计该系统,能够达到模块化、智能化、网络化的效果及有效地提升系统的性价比,且能充分利用系统的资源,方便扩展,具有重构架构,同时能很好地实现远程监控,对智能数控系统的研究具有一定的参考价值。     

基于Linux的开放式数控系统信息描述

指出当前大多数开放式数控系统存在的问题,并提出嵌入式系统和RTL inux是解决问题的可选方案。介绍了一种自主研制的基于L inux操作系统和ARM嵌入式处理器的开放式数控系统的构成,并用XML语言对该系统进行设备信息和状态信息的描述,实现了系统的网络化和可扩展化。     

一种新型的局域网嵌入式数控系统

随着计算机技术和网络技术的发展以及数控机床的普遍应用,为解决传统数控机床单一生产模式,提高数控系统的利用率,通过引进CAN总线,设计了一种新型的局域网嵌入式数控系统.详细介绍了该数控系统的功能,给出了网络系统结构以及基于ARM9与运动控制芯片MCX314As的嵌入式数控系统组成.这种局域网嵌入式数控系统能实现一台服务器对多台数控机床的管理,并且解决了因网络传输造成的实时性低下的难题,提高了数控加工的效率和实时性.     

嵌入式数控转塔冲床数控系统无线通信与实时控制的实现

针对当前广泛使用的基于PC的数控系统存在的不足,提出一种基于嵌入式技术和微处理器的高实时性、多任务的嵌入式数控转塔冲床数控系统。为满足数控转塔冲床对实时控制的要求,嵌入式操作系统选用WinCE7,硬件平台由CORTEXA8微处理器和FPGA组合而成。分析了计算机与数控机床之间通信方式的现状和对高效加工自动化的影响,提出了基于ZigBee的数控转塔冲床无线通信方案并介绍了数控系统实时控制的实现。结果表明：ZigBee模块通信正常,能实现上位机与嵌入式控制器之间的数据收发,降低了企业成本,提高了生产效率。     

基于RT-Linux的嵌入式数控系统研究

嵌入式计算机技术和数控技术结合是构建开放式数控系统新的有效途径，能够实现数控系统硬件和软件上的开放性。文中对该系统中嵌入式操作系统实时性实现和数控功能划分两个关键性问题进行了研究分析。采用RT—Linux作为嵌入式操作系统，满足了数控系统实时性和多任务的要求。依据操作系统要求又对数控功能模块进行了划分，使其和RT—Linux更好结合，最终实现开放的嵌入式数控系统。     

基于异构多核微处理器的嵌入式数控系统开发

分析了构建基于异构多核微处理器嵌入式数控系统的几大关键技术,包括:软硬件结构、高速现场总线技术、多核处理器核间通信机制.给出了原型系统的设计与实现细节,重点阐述了基于多核通信中间件DSPLink的SSB-Ⅲ现场总线驱动程序的具体实现,最后针对影响系统性能的中断延迟时间进行了评测,为高性能嵌入式数控系统的进一步开发奠定了基础.     

高速动车组车门控制系统研究

针对现阶段高速动车组制造技术国产化的趋势,在消化吸收CRH3型动车组关键技术的前提下,研究了CRH3型高速动车组车门控制系统的网络拓扑结构,并在此基础上设计了车门控制系统通过多功能车辆总线(MVB)与列车控制单元、诊断单元及制动单元间的通信接口,优化车门控制程序,保证车门系统在高速动态运行环境中实时可靠地工作。结合实际运行过程中出现的故障,分析产生的原因,优化了列车控制网络与车门通信控制逻辑,消除运行中的安全隐患,保证了列车高速运行时的安全与稳定性。     

基于工业机器人的步进电机智能装配系统设计

设计了基于PLC与工业机器人的步进电机智能装配系统,该控制系统由总控单元、行走单元、雕铣机单元、装配单元、输送单元、立体仓库单元等组成,采用以太网通信,实现了机器人、机器视觉、PLC之间的数据与I/O信号交换,能完成了步进电机各零部件的搬运、加工和装配等工序。提高了工厂智能制造与装配水平、降低了人工成本,具有较高推广应用价值。     

钣金加工柔性系统的立体仓库管理和监控的设计应用

以板材加工柔性系统为背景,详细介绍了柔性系统中立体仓库控制管理系统,重点论述了自动化板材立体仓库的功能结构、出入库、监控和码垛管理、及单元通讯技术和方式等.对在板材加工和其他制造业中推广和应用自动化立体仓库技术具有借鉴意义.     

基于合弄的模具车间系统框架及其调度

文章介绍了合弄建模的方法和原则,并结合模具车间生产的特点建立了基于合弄的模具车间管理系统的框架结构。研究系统框架的模块组成和合弄的内部结构,以及各合弄间的交互机制。在该系统框架基础上分析模具车间单元的生产调度问题,研究模具制造单元生产调度问题的数学模型以优化模具车间的生产。     

龙门移动式三维钻床的控制系统设计

针对龙门移动式三维钻床的加工特点,设计了一种基于PLC的三维钻床控制系统.根据龙门移动式三维钻床控制系统的加工任务要求,分析了机床控制系统的主要原理,给出了控制系统的硬件结构和软件流程;建立了PLC与定位模块间的信息通讯模式,设计了定位模块与伺服系统之间的连接线路;给出了基于CPU、定位模块、I/O模块的伺服驱动系统的硬件设计,进行了龙门运动的同步检测,实现了机床龙门和动力头的运动控制.试验表明,该控制系统设计合理、运行可靠.     

小型制造单元远程可视化系统设计

为解决制造型企业生产设备数据采集、可视化、远程监控及管理等问题,设计基于B/S架构的生产企业小型制造单元的远程可视化系统。通过对企业生产过程中数据采集及远程可视化问题进行深层次的分析,设计远程可视化监控系统的通信总体技术框架。利用OPC、SQL技术,实现基于B/S架构的小型制造单元远程可视化系统。系统由设备状态、仓储管理、运行监控等功能模块组成,通过图表直观地反映制造单元的设备、仓储、生产情况,通过可视化系统提高了企业生产过程中的管理水平。     

基于LED可见光全双工通信的旋转部件数据传输系统设计

为了满足旋转部件动态参数的实时传输需要,解决传统系统使用电刷带来的传输数据量小、电刷寿命短而红外、蓝牙等技术易受电磁干扰的问题,设计一种基于LED可见光全双工通信系统,给出系统的整体设计方案,研究以LED可见光作为载体的数据发送与以硅光电二极管作为接收器的数据接收的传输效率及可靠性。测试结果表明:此系统支持串口的115 200 b/s通信波特率,通信距离可达10 cm,可以满足大多数旋转部件的数据传输需求,具有稳定性高、速度快、寿命长和成本低等优点。     

PROTOOL6.0在袋式除尘自动控制系统中的应用

以一成套的袋式除尘机组为例,提出了应用PROTOOL6.0软件设计袋式除尘自动控制系统的方法,详细介绍了系统的设计、PROTOOL6.0软件通信的原理及配置,实现了控制、维护与技术管理的集成.     

基于有限状态机的数字化加工单元管控系统研究与应用

针对加工单元在数字化管控方面存在的设备管控与采集难、数字化程度低、系统响应慢等问题,以航天企业某单元为研究对象,分析单元业务流程,提出一种静态基础数据与动态业务数据分离的单元互联互通信息架构,构建面向硬件设备的数据通信模块,以实现多源异构设备的实时采集与封装。从响应式系统设计角度,引入有限状态机开展生产调度控制策略研究,分别以机器人和工件作为调度对象进行行为建模,结合面向对象方法,设计基于事件驱动的状态机程序结构。在此基础上,通过NET相关技术,开发了面向单元全流程数字化管控的系统软件,并在生产现场验证了其有效性与可靠性。     

Industrial powerline communication for machine tools and robotics

Nowadays, machining systems worldwide are on a very high level, regarding mechanics as well as control technology. Therefore, in the case of challenging sub-assemblies like drive and control systems and technological components (e.g. high-frequency spindles and processing heads) the emphasis should be placed on the integration of these components in specialised machine and plant configurations, especially by reducing the interfaces with a new communication system. In the future, technological innovations can be primarily expected from the introduction of highly integrated mechatronic machine modules. The concept of this new powerline communication system is the transmission of data and power for a drive unit over a common power cable. This can be achieved by high-frequency modulation of the data onto the cable. In this paper, the basic conditions for the industrial powerline communication are presented. First an overview is given on the existing communication systems in production technology. As an essential requirement the transfer function of the transmission channel is analysed. Further, the disturbances on the transmission channel are discussed. The final essential requirement is the compliance with the standards regarding elimination of disturbances, conducted as well as radiated. For proof of functionality the Orthogonal Frequency Division Multiplex- (OFDM-) transmission method is applied. This is implemented in two modems which have been set up within a demonstration system.