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基于ARM技术和Windows CE操作系统的嵌入式数控系统,是新兴的ARM微处理器技术、嵌入式实时多任务操作系统与数控加工技术的综合应用。嵌入式数控系统也是嵌入式计算机技术在机床运动控制中的新探索。
由于ARM微处理器具有比单片机更强大的运算处理能力,更快的运算速度,利用ARM微处理器作为数控系统的主要控制芯片,可以显著提高数控加工的精度和加工的智能化。同时利用嵌入式系统的低功耗,低成本,高可靠性,可以在提高数控系统性能的同时尽量降低加工成本。另外,在具有嵌入式操作系统的平台上实现的数控系统,具备良好的开放性和扩展性,为系统的更新升级提供便利。
本论文重点研究嵌入式数控系统软件平台的建立和相应的数控加工应用软件的开发。主要内容包括嵌入式数控系统软硬件组成结构与实现方案的选择;嵌入式数控系统软件平台Windows CE的裁剪定制以及向ARM处理器的移植;嵌入式数控系统上具体应用软件的设计。
文章首先介绍了嵌入式技术应用现状,在此基础上提出了本文的研究意义。接着介绍了构成数控装置的硬件结构以及裁剪定制Windows CE系统的开发工具Plantform Biulder和开发Windows CE上嵌入式应用软件的开发环境Embedded Visual C++。然后重点介绍了裁剪定制和移植Windows CE的几部分主要工作--Bootloader、OEM适配层和硬件驱动程序的开发。
本文的另一个重点部分就是根据具体数控编码规则的特点,研究能够编译数控加工代码的数控应用软件。在这部分,首先对该数控应用软件进行了功能分析和结构分解,确定了三个功能模块的内涵和外延。这三个部分是图形用户界面模块、通用数控代码编译模块、刀具半径补偿模块。在确定功能模块后,结合数控加工特点,利用开发工具,初步实现了数控代码的编辑,编译,保存、打开以及修改功能,并实现了刀具选择控制和半径补偿设置与自动半径补偿计算。
在论文的最后,对本课题的工作进行了总结,并对嵌入式数控系统的发展做出了展望。