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.     

开放式数控可配置设计及实现

为了快速、高效、低成本地开发出用户定制的个性化数控系统,将软组件技术和可配置设计的思想引入到开放式数控的开发中,提出了非实时任务组件和实时任务组件的配置方法,设计了用于构建开放式数控系统的基本功能组件库,建立了数控配置模型,并且时该模型进行实例验证.验证结果表明,基于软组件技术实现数控系统的可配置功能是可行的.     

基于DSP和CPLD的运动控制设计与数值仿真

针对开放式数控系统体系模块化设计问题,介绍了一种基于DSP和CPLD的运动控制器的硬件设计和分析方法。在分析了软硬件环境的基础上,建立了相应的数学模型,并对此模型进行仿真分析。对分析结果进行了试验验证,仿真结果与试验结果基本一致,由此说明此硬件设计是可行的。开发了相应的应用软件系统,达到了高效、精确开发开放式数控系统软硬件的目的。结果表明此方法具有较好的可行性和实用性．实现了系统的快速设计,有助于开放式数控系统体系模块化设计工作的进一步完善和发展。     

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PMAC控制器的开放式数控系统研究

根据磨料水射流的切割特点和精密加工要求,设计开发了一种适用于磨料水射流机床的基于PMAC的开放式数控系统.通过分析磨料水射流数控系统的功能需求,研究分析了数控系统的软、硬件结构和基于PMAC控制器的数控系统实现机制.采用模块化的设计思想,设计开发数控系统软件,讨论了各软件模块的实现方法.实验室的调试运行表明,基于PMAC的开放式数控系统能较好地适应磨料水射流机床的特点,满足精密加工要求.     

开放式数控系统运动控制可配置的研究

采用模块化设计方法进行了开放式数控系统的设计,在PC+可编程I/O卡体系结构及上层软件架构基础上,对数控系统运动控制配置需求进行分析。基于RCS(real-time control system)库,实现了系统命令和状态信息在不同进程间的通信,所设计数控系统可根据不同用户的需求进行运动控制参数的设置,测试结果显示,较好地实现了数控系统运动控制可配置。     

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。     

基于机器视觉的开放式复杂轮廓曲线磨削数控系统

介绍了一种数字化曲线磨削的工作原理,提出了基于机器视觉的开放式复杂轮廓曲线磨削数控系统的设计方法,建立了开放式数控系统的硬件和软件结构,分析了数控系统的多线程机制、人机交互与图像处理融合、基于虚拟轴的加工误差补偿等重要特征,最后试验验证了曲线轮廓轨迹控制和误差补偿的可行性。     

基于COM技术的开放式卷板数控系统的研究与开发

分析了基于COM技术的开放式数控系统的特点。将COM技术用于卷板数控系统，使用多轴控制器和工业控制计算机。用模块和组件对它的硬件和软件设计作了详细的论述，完成卷板数控系统实时多任务的要求，使系统具有开放性，并应用于工程实践。     

开放式数控系统平台的设计与开发

为了提高数控系统的可重用性,缩短系统的开发周期,提出了基于Twin CAT的开放式数控系统平台(BTCNC)。BTCNC系统的硬件平台建立在通用、标准的硬件基础之上,而软件平台以层级式组织方式和功能分类方式进行模块化划分。模块接口的设计遵循OMAC API协议,运用即插即用的思想。在此基础上,从开发平台选择、功能模块划分、实时性设计、任务优先级设计等方面对系统进行整体分析和规划,并进行了平台的开发。最后通过实验验证数控系统的开放性和可靠性。     

基于COM技术和OPC规范的开放式结构数控系统研究

对COM技术和OPC规范进行简要介绍后，指出基于COM技术/OPC规范的开放式数控系统的优势所在。提出了开放式结构数控系统的层次模型和工作流程。并以此为基础。研究了一个实例系统的软硬个结构。该实例的硬件采用自行开发的DSP运动控制卡，软件采用COM技术，硬件驱动程序符合OPC规范。     

基于TMS320LF2407A的直流电动机控制系统设计

根据开放式运动控制的要求,以典型DSP运动控制芯片TMS320LF2407A为核心,通过CPLD进行功能扩展,设计了兼有PWM和模拟量控制的直流电动机控制系统,给出了该系统的功能、硬件结构和软件设计方法.该系统具有开放性、高速性、实时性和模块化等特点,适用于机器人、数控机床等先进智能装备.     

PC-based开放式数控系统体系结构的研究

开放式数控系统的硬件系统应该建立在一种通用的、标准的硬件基础之上,而软件系统则应建立在分层次、模块化的软件基础之上.主要论述了一种基于Windows操作系统的"PC+运动控制卡"开放式数控系统的体系结构,包括开放式数控系统的多任务划分与并行处理机制,以及该系统的硬件组成和软件设计思想等.     

基于ARM和Windows CE的嵌入式数控系统的研究

介绍了一种基于ARM和Windows CE的嵌入式数控系统设计方案;阐述了系统软硬件体系结构;着重论述了系统实时中断控制技术.该系统是一种基于单一操作系统的全软件的开放式数控系统,既具有Windows的优点,又能满足数控系统实时控制的要求.     

几种开放式微机数控系统比较

从开放式微机数控系统的研究进展及实现技术上,讨论了3种以应用通用计算机技术为主要特征的开放式数控系统。论文指出数控专用模板嵌入通用PC机构成的数控系统具有了初步开放的特点;基于开放式可编程运动控制器的结构是比较先进的技术,实现了两个级别的开放;全软件式数控系统是一种全新概念的开放式数控系统,使系统高度开放性的实现成为可能。     

基于UMAC的开放式数控平台的构建与应用

基于UMAC控制器开发了一种开放式数控平台,硬件平台由"IPC+UMAC"组成,IPC和UMAC之间通过以太网进行通讯;软件平台基于Windows操作系统,由Windows上位应用软件和运行于UMAC中的PLC和G代码程序组成.通过该平台在五轴雕铣机数控加工中的应用表明,该开放式数控系统具有速度快、精度高、稳定性好等优点,适合用于多电动机、高精度的运动控制.     

基于GT运动控制卡的数控雕刻机系统研究

主要分析了基于"PC+ CT运动控制卡"数控雕刻机系统的硬件结构和软件设计,经过实践验证,以PC机和运动控制卡为基础构建的开放式数控系统平台,运动控制准确,使用界面友好,具有厂阔的应用前景.     

The study of configuration-style CNC system based on CANBUS

Nowadays, numeric control systems or CNC systems are still mainly offered by specific manufacturers, which cannot meet the developing demand of modern technology toward openness, networking, and intelligence. With the decrease of chip cost, the improvement of its performance and the development of fieldbus technology, it becomes easier to develop an open, configurable and intelligent CNC system. In this paper, a new configuration-style CNC system architecture based on CANBUS is presented, including the building of its UML model, the design of communication protocol, the realization of system configures, and the design of software and hardware structures. Finally, an experiment based on configuration-style methods is presented.