基于总线的开放式数控系统测试平台开发

摘要

高速高精数控技术的研究是高性能数控技术研究的基础，要进行高速高精数控技术的研究，首先要有面向高速高精运动控制的测试、分析平台。本文针对高速高精加工对数控系统的要求以及现有数控系统的不足，为高速高精运动控制算法的测试及分析设计了基于总线的开放式数控系统测试平台。 本文主要完成了以下的工作： 首先研究了数控系统测试平台整体结构,搭建测试系统的硬件平台并设计基于Linux系统的软件平台，验证了基于上、下位机的数控系统体系结构。 高速高精运动控制实验需要开放的控制算法接口，本文设计开放式运动控制接口，将运动控制算法向用户开放，通过此运动控制接口，用户可以测试、调整高速高精运动控制算法以达到最佳性能。此外，软件运动控制的研究也为今后实现全软件数控系统做出铺垫。 控制设备与伺服系统的通讯方式是基于串行数据传输的，本文研究并应用了基于现场总线的通讯技术，采取了基于CAN总线通讯方式，提高测试平台的数据通讯能力，增强系统的可靠性，并在软硬件方面实现全方位的开放。 现场设备的运动控制以及系统控制性能的分析都需要采样系统的支持，高速高精系统对采样系统提出更高的要求。本文开发高频采样系统，集采样、存储以及分析功能于一体，弥补了现阶段国内采样卡系统在数据高频连续采集和存储方面的不足，为高速高精运动控制实验提供了分析平台。 最后，本文基于工程实际设计实验，验证测试平台的可行性。