基于COMET的嵌入式五轴联动数控系统软件架构设计

摘要

首先，研究了数控系统在国内外的发展现状和发展趋势，五轴联动加工和嵌入式数控系统的特点。其次，对统一建模语言(UML)及并发对象建模与体系结构设计方法(COMET)进行了简单的介绍。然后，基于COMET方法对嵌入式五轴联动数控系统进行分析和设计。基于COMET方法，在需求模型开发阶段，对研究问题进行了描述，建立了系统的用例模型。在分析模型开发阶段，通过静态模型、对象的构建及动态模型，深入研究了数控系统的内部结构及系统的工作方式。在设计模型开发阶段，根据子系统构造准则将系统划分为I/O子系统、系统服务子系统、用户界面子系统、刀库子系统、运动子系统和控制子系统。根据临时群集、控制群集和互斥群集等原则将系统构建为具有独立执行线程的任务，并在分析模型的基础上建立了任务之间和子系统之间的通信接口。最后，在逐步的分析和设计中得到数控系统的初始软件架构。　　基于COMET的数控系统软件架构设计，让嵌入式五轴联动数控系统的结构更加清晰，也为后续的详细设计奠定了坚实的基础。

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第1章 绪论

1.1 数控系统的发展现状与发展趋势

1.1.1 数控系统的发展历程

1.1.2 国内外数控系统的发展现状

1.1.3 数控系统的发展趋势

1.2 五轴联动数控系统

1.2.1 五轴联动数控加工简介

1.2.2 五轴联动加工的特点

1.3 嵌入式数控系统

1.3.1 嵌入式系统概述

1.3.2 嵌入式数控系统的研究

1.4 课题研究意义及论文主要内容

1.4.1 课题研究意义

1.4.2 论文主要内容

第2章 基于COMET的软件设计方法

2.1 统一建模语言UML

2.1.1 UML的简介

2.1.2 UML的表示法

2.1.3 免费的UML开发工具StarUML

2.2 COMET概述

2.2.1 COMET面向对象的软件生命周期

2.2.2 COMET纲要

第3章 需求模型开发

3.1 问题描述

3.2 用例模型

3.2.1 行为者

3.2.2 用例

3.2.3 用例文档

第4章 分析模型开发

4.1 静态模型

4.1.1 问题域的静态模型

4.1.2 系统上下文环境的静态模型

4.1.3 实体类的静态模型

4.2 对象构建

4.3 动态模型

4.3.1 客户/服务器用例对应的协作图

4.3.2 订阅者通知用例对应的协作图

4.3.3 自动加工零件用例对应的协作图

4.3.4 WorkstationController的状态图

第5章 设计模型开发

5.1 子系统构建

5.1.1 I/O子系统构建

5.1.2 系统服务子系统构建

5.1.3 用户界面子系统的构建

5.1.4 刀库子系统的构建

5.1.5 运动子系统的构建

5.1.6 控制子系统的构建

5.2 把系统构建为任务

5.2.1 定义I/O设备的特征

5.2.2 确定I/O子系统的任务

5.2.3 确定系统服务子系统的任务

5.2.4 确定用户界面子系统的任务

5.2.5 确定刀库子系统的任务

5.2.6 确定运动子系统的任务

5.2.7 确定控制子系统的任务

5.2.8 确定任务的优先级

5.3 定义任务接口

5.3.1 松耦合(异步)消息通信

5.3.2 有应答的紧耦合(同步)消息通信

5.3.3 无应答的紧耦合(同步)消息通信

5.3.4 子系统问的接口

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文