嵌入式Linux数控系统关键技术研究与实现

1144766066 · 发表于 2022-5-8 15:31:32

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数控系统是现代制造业的核心，其水平高低是衡量一个国家工业现代化程度的重要标志之一。目前国内常见数控系统多是以PC+运动控制卡的形式实现，构建方便，但难以独立运行及小型化。随着嵌入式技术的发展，ARM、DSP处理器性能日益强大，而体积、功耗、成本却不断降低。目前ARM-Linux技术在数控系统设计中开始流行；运动控制DSP芯片如PCL6045、MCX314等，运动控制实时、插补算法成熟，能够实现数控中复杂的运动控制要求。本论文设计一种基于ARM+DSP等硬件技术的嵌入式Linux数控系统，充分利用Linux系统健壮、开源、软件资源丰富和运动控制芯片实时插补的优势完成整个设计过程。采用ARM10处理器PXA270和PCL6045为核心详细设计了双CPU架构数控硬件系统。基于PXA270和PCL6045的硬件平台，移植Blob引导程序、精心定制Linux内核、开发相应驱动程序和构建文件系统，为嵌入式Linux数控系统的应用软件运行提供了可靠平台。按照数控功能任务的实时性要求，合理规划数控软件模块，开发了功能齐全的嵌入式数控应用软件系统，包括程序管理、系统参数、轨迹仿真、操作加工和状态监控等部分。开发了PCL6045在Linux数控中应用的运动函数库，实现了数控中自动加工、MDI加工、手动加工、手轮调整和机械归零等要求。为改善NC编译效率，采用基于指令特征的数据集合输出方法提高词法扫描效率，自顶向下的预测分析加快语法分析匹配速度。通过对本课题的研究和对嵌入式Linux数控的实际开发，实现了数控系统的基本功能，达到了预期效果，验证了本设计的可行性。本文设计的三轴联动嵌入式数控系统软硬件结构清晰、系统运行稳定，为数控系统向智能化和小型化方向发展提供了良好的参考解决方案。

嵌入式Linux数控系统关键技术研究与实现

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