基于嵌入式技术的双头车床数控化改造技术研究

摘要

随着微电脑技术、嵌入式系统和集成电路技术的快速发展，开放式数控系统的研究日益成为热点。基于嵌入式技术来构建数控系统具有体积小、效率高、成本低、控制精度高等诸方面的优点，使得基于嵌入式技术的开放式数控系统大量涌现。 本文在综合国内外关于数控机床改造问题研究的基础上，在实际项目的支撑下，对把嵌入式Linux技术运用于特定的双头车床改造做了一种研究和设计。在制造企业改造旧设备、提高生产效率、降低设备改造成本等方面起到了积极的作用。 在本文中，对于安徽安凯集团的YX-C46-SK型中间驱动双头车床首先做了电气和机械的改造。并把成熟的数控系统产品GSK980 TD运用于该改造项目，取得了较好的成果。随后针对该项目基于ARM芯片-S3C2410和DSP芯片-MCX314AL设计了嵌入式控制系统的硬件平台。介绍了系统软件的开发过程。最后在Linux下编写了MCX314AL芯片的驱动程序、编写了直线和圆弧插补程序和嵌入式人机界面程序，并在Eclipse下实现。Linux操作系统不仅可以很好的满足实时性的要求，也可以满足所任务的要求。所以特别适合用来作运动控制。嵌入式数控系统优点明显，是未来数控系统的发展方向。

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致谢

第一章 绪论

1.1嵌入式系统概述

1.1.1嵌入式系统概念

1.1.2嵌入式系统发展

1.1.3嵌入式系统组成

1.1.4实时系统

1.1.5 CISC和RISC

1.2嵌入式数控系统概述

1.3课题研究的意义

1.4论文主要内容

第二章 中间驱动双头车床的机电改造

2.1中间驱动双头车床工作原理

2.2数控改造方案

2.2.1改造方案概述

2.2.2数控系统选型

2.2.3进给伺服系统选型

2.2.4刀架选型

2.2.5主从控制系统设计

第三章 应用嵌入式技术的双头车床改造硬件设计

3.1 ARM处理器

3.1.1概述

3.1.2 ARM处理器的应用领域

3.1.3 ARM微处理器的资源

3.2双头车床改造硬件设计概述

3.3应用嵌入式技术的双头车床改造硬件设计

3.3.1开发板介绍

3.3.2 MCX314AL功能介绍

3.3.3 MCX314AL接口设计

3.3.4 MCX314AL与伺服驱动连接

3.3.5 MCX314AL驱动设计

3.3.6 MCX314AL功能设计

3.4硬件设计总结

第四章 应用嵌入式系统的双头车床改造软件设计

4.1交叉编译

4.2引导加载程序

4.2.1引导加载程序概述

4.2.2 Uboot修改和移植

4.3 Linux内核实时扩展及配置移植

4.3.1实时扩展Rtlinux

4.3.2 Linux的移植

4.4双头车床操作界面设计

4.4.1数控机床人机界面的设计原则

4.4.2双头机床人机界面的实现

4.4.3利用QT进行开发

4.5刀具补偿软件设计

4.5.1刀具补偿概念

4.5.2刀具半径补偿计算

4.5.3 C刀补的计算

总结与展望

参考文献

作者在硕士期间发表的学术论文

附录