基于Xenomai的嵌入式数控系统实时性研究

针对现有Linux系统实时性不足的特点,分析了实时性改造原理,采用了Linux+Xenomai构架的实时性改造方案,并根据系统任务实时性强弱规划了系统软件模块;最后,完成了对系统实时性能的实际测量.结果表明,此构架完全可以满足嵌入式数控系统的实时性要求.     

基于实时以太网的高性能多轴数控系统

针对传统数控系统依赖附加硬件和落后通信方式,存在信息处理和信息交换瓶颈,不能满足数控加工向高速高精度发展的需求这一突出问题,提出基于实时以太网NCNet的新一代网络化数控系统体系结构,并对基于该结构的新型高性能多轴数控系统进行了深入研究,重点突破了多核SMP/ASMP、超高频插补、无卡多轴联动控制、同频同步信息交换、高精度多轴同步运动等关键问题.在此基础上开发了实际系统,并在国产数控机床上进行了应用.应用结果表明,所提出的新体系结构具有显著技术经济优势,据此开发的实际系统运行可靠,具有良好的应用前景.     

基于Ethernet的全开放工业控制网络

本文从信息发展的进程出发,总结了现场总线在发展中存在的问题,阐述了以太网进军工业自动化领域的必然性,说明了以太网将最终连接大多数的传感器和执行器,并由此形成一种基于以太网的全开放的扁平化工业控制网络结构。     

基于实时以太网的网络化数控系统高精度时钟同步和短周期通信

为提高基于环形实时以太网的网络化数控系统的协同运动精度,提出一种即时信息控制机制,以缩短帧在网络中的传播完成时间,并应用该机制对IEEE 1588协议进行提升同步频率的优化处理,以实现提升时钟同步精度的目标。为了满足同步频率提升对时钟同步补偿的要求,提出时钟偏移和时钟漂移分离补偿算法。同时应用该机制对基于时间片规划的点对点周期通信进行提升插补频率的优化处理,以提升轮廓精度。通过实验表明,该机制显著提升了网络化数控系统的时钟同步精度和轮廓精度。     

基于工业以太网的网络数控系统设计及实现

在分析网络数控技术发展历史基础上,重点介绍工业以太网的网络数控系统硬件平台和软件平台的设计与实现,具有很强的实际应用性。     

Time synchronization of hierarchical real-time networked CNC system based on ethernet/internet

With the development of Ethernet/Internet, using Ethernet/Internet technology to implement the communication of computer numerical control (CNC) system is a new research field of networked CNC system. To support the synchronization control of the CNC system based on Ethernet/Internet, a time synchronization solution for the hierarchical real-time networked CNC system based on Ethernet/Internet is designed in this paper. To evaluate the performance, some experiments were conducted and the results were analyzed. The results show that the field level time synchronization based on the hard real-time Ethernet time synchronization protocol IEEE 1588 meets the requirement of the hard real-time tasks, and the time synchronization between the NC server and the NC core computer based on global positioning system (GPS) and network time protocol (NTP) also meets the requirement of the soft real-time tasks. The results testify that the time synchronization solution based on Ethernet/Internet for the CNC system is realizable.     

基于Windows CE 5.0的嵌入式数控系统实时性研究

研究了基于Windows CE 5.0的嵌入式数控系统的实时性,分析了Windows CE 5.0的中断响应机制,着重阐述了中断延时中ISR延时和IST延时的测试方法,对于出现延时的原因进行了深入的分析,同时对开发高性能嵌入式开放性数控系统进行了详细探讨.     

基于组态软件的自动涂布实时监控系统设计

该文提出了一种能对易燃易爆材料自动涂胶系统进行实时监控的方案。监控系统能够对温度、压力、流量、胶层厚度、纠编信息等一系列物理量进行自动显示、越界报警和调节。主要从硬件结构和总体控制两方面做了详细的论述。     

基于网络化制造CNC系统的应用研究

针对当前制造企业信息化、网络化的要求,分析了我国制造业目前的现状和存在的问题,对新一代网络化的数控系统提出了相应要求,并结合实例进行了具体分析和软件设计。     

基于SERCOS总线的软件数控系统的研究

基于PC机的软件数控系统,已经成为未来数控系统的发展趋势.提出了一种采用SER-COS(Serial Real-Time Communication Specification)标准实现实时数据通信的软数控系统.系统硬件结构简化,主要数控功能都采用软件实现.CNC部分的多数功能模块符合COM(Component ObjectModel,组件对象模型)规范,具有一定的开放性.并给出复杂曲线插补指令的加工仿真实例.     

嵌入式以太网网络控制系统的实现

设计一种基于嵌入式以太网的网络控制系统.针对工业控制领域要求现场节点实现以太网功能,控制系统网络化的问题,给出一种应用于测控系统的基于嵌入式μC/OS-II的具体实现.该实现将嵌入式以太网作为监控端和现场测控单元的通信介质,解决了监视层和控制层的无缝连接问题.阐述了系统的结构和工作原理,系统的硬件电路和软件设计.系统调试结果表明,远程控制方案可行,有一定的应用价值.     

Development of a real-time trajectory generator for NURBS interpolation based on the two-stage interpolation method

This paper deals with the real-time NURBS interpolation method in which the interpolation error between the ideal curve and the interpolated curve is compensated within the machine basic length unit (BLU). Parametric curve interpolation methods are based on the Taylor series expansion of curve parameters and an approximation. This approach enables effective feed command generation following the target curve. However, the interpolation error caused by the curve segmentation cannot be controlled.In this research, a two-stage interpolation method that compensates for interpolation errors within machine BLU is proposed. The interpolation result was filtered by an acceleration/jerk limitation equation. Through this two-stage interpolation, both the interpolation error condition and the motion dynamics can be satisfied.Using computer simulations in which interpolation results are revaluated by a numerical iteration method, it is shown that the two-stage interpolation algorithm can interpolate target curves precisely with geometric and dynamic contentment. The proposed algorithm was implemented in the CNC simulator system and an experimental run was conducted to identify the real-time adaptation.     

基于IPC的计算机数控系统的开发

用工业个人计算机（ＩＰＣ）开发ＣＮＣ系统具有很多的优越性。本文主要介绍了基于ＩＰＣ的ＣＮＣ系统的硬件和软件妈及一些关键问题的解决措施。该系统已经与某型加工中心机床联调试切成功．     

基于PLC的数控切条机控制系统

针对切条机中需控制切条距离的问题,对橡胶切条的材料及切割要求做出了归纳,对控制系统中主要元器件的选型、控制系统总配电电路、总体外部接线及送料速度的控制等方面进行了设计,提出了一种基于PLC技术的数控切条机控制系统,该系统通过步进电机和变频器的联合工作实现切条距离的控制,经过对切条机的反复调试,对0.5 cm厚的胶料样品进行了切条试验。实验结果表明,该控制系统操作灵活,实现自动化控制,并使切条距离控制在要求范围之内。     

基于透明传输的数控系统时钟同步算法

为实现线性或环形数控系统中所有节点间的精确时钟同步,解决时钟中继层数增加后节点同步精度无法满足数控系统节点间微秒级同步精度要求的问题,在网络时间协议算法实现点对点同步的基础上,引入时钟中继节点透明传输算法对同步消息进行固定时间缓存,降低了时钟中继节点晶振偏差对其他节点同步精度的影响,减少了所有节点多次同步过程中的偏差累积。通过理论分析和实验系统验证,表明该方法可有效降低同步偏差抖动,提高数控系统时钟同步的精度。     

基于工业以太网EtherCAT的DCS控制系统设计

EtherCAT是一种新型的工业以太网现场总线技术,在工厂自动化和流程自动化领域得到了广泛应用.文章介绍EtherCAT现场总线的技术特点,设计了一套基于EtherCAT的DCS实例系统.该系统中主控制器单元和现场输入输出设备之间使用EtherCAT实现高速、大容量的数据通信,并使用标准以太网与中央控制器进行数据交换.     

Windows平台下的软件化数控系统研究

首先对Windows的实时性能进行了分析,并通过实验对Windows下常用定时方法的实时性进行了考核。结果表明,内核模式下中断定时具有极强的实时性,借助于驱动程序开发工具开发出满足数控系统要求的实时模块是完全可能的。提出了基于Windows纯软件开放式数控系统的解决方案及软、硬件结构。开发出软件化数控系统实验平台,并在工作台上完成了高精度X-Y工作台圆运动实验。实验结果表明该平台不仅能完成运动控制系统的基本任务功能,且圆轮廓误差不超过±5μm,达到中档数控系统精度水平,并能通过改变控制策略和添加误差补偿环节进一步提高轮廓精度,实现了Windows下开发纯软件数控系统的目的。     

数控系统终点控制算法研究

定位精度与定位时间是CNC系统中十分重要的性能参数,加减速算法特别是减速算法对它们有着十分重要的影响.阐述了传统定位算法存在一些问题,在此基础上提出了改进算法.在此算法中,减速点能被精确的预测,减速点处的误差能以较高的进给速度来补偿,并进行了仿真,结果表明在保证相同定位精度条件下采用该方法可大大缩短定位时间和提高机床加工效率.