基于Windows平台的开放式数控系统研究

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基于PC的开放式数控系统研究的开题报告

基于PC的开放式数控系统研究的开题报告一、选题背景数控系统作为高端制造业中不可缺少的一环，随着工业4.0和智能制造的发展，其重要性越来越凸显。

而数控系统的开放性则是实现个性化、定制化生产的必要条件。

传统数控系统在软硬件技术上的限制使得其无法满足日益增长的生产需求。

因此，基于PC的开放式数控系统应运而生，该系统可以便捷地实现数控编程、控制和监视，同时可以与外部设备、软件、云端等进行连接，实现各种类型的数字化生产。

二、研究目的与意义本课题旨在研究基于PC的开放式数控系统的构建与应用，以满足个性化、定制化生产的要求。

具体目标包括：1.研究开放式数控系统的设计原理、功能结构和软、硬件实现技术，构建可复用的系统架构；2.探索数控编程的模型和规范，实现编程语言的标准化和自动化，提高编程效率；3.设计数控监视系统，实现对机床、工件等制造过程的实时监控，提高生产质量和效率；4.研究开放式数控系统与其他数字化制造系统的连接技术，实现数字化生产流程的无缝连接；5.应用开放式数控系统于零件的生产加工中，提高生产效率、降低生产成本。

本研究的意义在于：1. 推进数控系统的开放化，使其能够更好地适应日益多样化和个性化的生产需求；2. 促进数控编程和监视技术的发展，提高数字化生产的自动化和智能化水平；3. 推动数字化制造技术的进步，提高制造业的竞争力和产业价值。

三、研究内容和方法1. 系统架构设计。

通过研究现有的数控系统架构方案，结合实际需求，设计可复用、开放式的数控系统架构。

2. 数控编程模型与规范研究。

研究数控编程模型的描述方法，并设计数控编程规范，实现编程语言的标准化和自动化。

3. 数控监视系统设计。

研究机床监控和工件状态监测技术，设计可靠、实时的数控监视系统，实现对制造过程的全面监测。

4. 连接技术研究。

研究数字化制造系统间的连接技术，包括底层接口、通用协议和数据交换方式等，实现数字化生产流程的无缝连接。

5. 生产加工应用。

开放式数控系统软件平台的研究

文章编号：０１２７２０）２０５３１０ —２５（０２０ —０３一Ｏ
ＡｂｔａｃＴｈｒｉｌｒｅｌｎｔｏｄｕｅｔｕｒｓｒｔ：ｅａｔｃｅｂｉｆｙｉｒｃｈｅｃ — ｒｎｔｃｎｄｔｏｆＮＣｅｈｎｏｏｇｉｅｎａｉａｄｅｏｉｉｎｏｔｃｌｙ，ｎｔｒｔｏｎｌａｎｄｏｓｉｅｄｅｃＡｎｌｅｃａａｔｒｓｉｓｏｆｏｐｎｍｅｔｃｔｎｎｅ．ａｙｚｈｒｃｅｉｔｃｅ
所存在的问题，年来，方一些发达国家相继提出近西开放式体系结构数控系统的开发，括美国的ＮＧ包Ｃ
关键词：放式数控系统；ｎｏＥ；件开ＷｉｄｗｓＣ软平台；动程序；时性驱实中图分类号：ＴＨ１２２
文献标识码：Ａ
和０ＭＡＣ计划、共体的ＯＡＣ计划和日本的欧ＳＡＯＳＣ计划等。我国数控系统的开发与生产，过Ｅ通
“ 五 ” 进、化、收，八五 ” 关和 “ 五 ” 业七引消吸 “ 攻九产化，得了很大的进展，有自主版权的数控系统产取具业开始形成，而且在发展过程中，整到以Ｐ调Ｃ机为硬件平台的发展路线上，以此形成了Ｄｓ和Ｗｉ— 并ｏｎｄｗｓ种软件平台，ｏ两开发出了若干个基本系统。然
（．ｎｔｔｅｏｆＣＩＳ，ｅｅｎｖｓｔｆＴｅｈｏｎｏｇ，ｅｅ２００９，１ＩｓｉｕｌＭＨｆｉＵｉｅｒｉｙｏｃｏｌｙＨｆｉ３０Ｃｈｉｎａ；ＨｅｅｉｅＳｃ２．ｆｉＰｒｃｈｏｏ，ｌＨｅｅ２０００Ｃｈｉｒｉ３９，ｎａ）

基于Windows CE的激光切割机开放式数控系统的研究

Ｌｎ，ＷＡＮＧａｇＩＫａＧｎ
（ｃａｉｌｎｉｅｉｇＳｈｏ，ｉｊｎｅｓｙＴａｊ００２ＣｉａＭｅｈｎｃｇｎｒｃｏｌＴａｉＵｉｒｔ，ｉｉ３０７，ｈｎ）ａＥｅｎｎｎｖｉｎｎ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＴｈｓｐｐｒｉｕｓｓｔｅｎｗｅｆｒｎｅａｄｆａｕｅｏｉｄｗｓＣＥ．Ｔ４ａｄｇｅｈｔｐｉａｅｓｓｅｈｅｐｒｏｍａｃｎｅｔｒｆＷｎｏＮＥ２，ｉｓｔｅｓｅｄｃｎｖｏｕｌｉｇａｄｖｌｐｇｐｌｆｒＡｃｏｄｇｔｈｅｕｒｍｅｔｏｅｔｐｓｕｔｇｍａｈｅｔｉｐｅｆｂｉｎｅｅｏｉａｏｍ．ｃｒｉｏｔｅｒｑｉｄｎｔｎｅｎｆｎｗｙｅｌｅｃｔｉｃｉ，ｈｓａｒａｒｎｎｐ
ｂｓｄｏｄｓｒｌＣ．ｓｄｓｔｅｕｅｏＭｔｎｃｎｒｌｃｄｗｈｃｓｔｅｃｒｆｔｅｌｅｕｔｇａｅｎｉｕｔａｎｉＰＢｅｉｅｈｓｆＰＡＣｍｏｉｏｔｏａｉｉｈｏｅｏｈａｒｃｔｉｏｒｈｓｎｃｎｒｌｙｓｅ，ｈｓａｔｌａｓｒｓｔｈｅｈｉｕｓｏｅｅａｉａｔ．ｓｅｎａｏｅｈｄｒｅｓ－ｏｔｏｔｓｍｔｉｒｉｅｌｏｐｅｅｓｔｅｔｃｎｑｅｆｓｖｌｃｎｒｍａｎｐｒｓＢａｄｏｂｖａｗａｙｓｒ
块。
关键词：入式操作系统；嵌入式开发平台；Ｐ嵌ＭＡＣ；开放式数控系统

基于Windows的车床开放式数控系统研究与设计的开题报告

基于Windows的车床开放式数控系统研究与设计的开题报告一、选题背景与意义数控技术是制造业现代化的重要体现，其已广泛应用于机械加工领域。

车床作为机械加工中使用最为广泛的工具之一，同样需要采用数控技术。

在车床数控系统的设计中，常常需要考虑到成本、效率、灵活性等多个因素。

本项目旨在开发一种基于Windows的车床开放式数控系统，以提高车床数控技术的使用效率和灵活性，同时为企业降低成本提供可行方案。

该系统将应用于普通车床和CNC车床中，极大地提高车床的精度和生产率，具有重要的应用价值和推广意义。

二、研究方法本项目采用文献研究、模拟实验和软件开发等多种研究方法，具体包括以下方面：1. 车床开放式数控系统的研究：通过文献研究和模拟实验，对车床开放式数控系统进行深入探究，了解其工作原理、组成结构和特点等相关内容。

2. 车床数控系统的设计：通过软件开发，设计一个基于Windows系统的工业控制计算机（Industrial Personal Computer, IPC）软件，以实现对车床数控系统的控制和管理功能。

该软件将具有可视化操作界面、实时监测和数据分析等多种功能。

3. 车床数控系统的测试和调试：通过实际车床的测试，对开发的车床数控系统进行功能测试和调试，保证其正常运行和稳定。

三、预期成果1. 设计出一种基于Windows的车床开放式数控系统；2. 所设计的车床数控系统具有可视化操作界面、实时监测和数据分析等多种功能，适用范围广泛；3. 所设计的车床数控系统在实际生产中能够提高车床的精度、生产率和灵活性等方面的指标；4. 为车床数控技术发展提供有益的参考和借鉴。

基于Windows CE.net的开放式数控系统研究

化的重要前提。工业ＰＣ以其成熟的技术和稳定的性能已经在控
济地构筑面向客户的控制系统；逐渐降低生产厂家对控制系统的高依赖性；大幅度降低维护和培训费用；改变过去数控系统的封闭性设计模式；适应未来车间面向任务和订单的生产模式，使底层生产控制系统更简便有效。在这种背景下，开放式数控系统应运而
Ａｂｔａｔｈａｋｒｕｄ，ｃａａｔｒｔｓｏｐｎ —ａｃｉｃｕｅＣｙｔｍ，ｔｅａｔａｉｆｈｒｗａｅａｄｓｆａｅｐａｏｍｓｒｃ：ＴｅｂｃｇｏｎｈｒｃｅｉｉｆｏｅｓｃｒｈｔｔｒＮＣｓｓｅｅｈｃｕｌｙｏａｄｒｎｏｔｒｌｔｒｔｗｆ
系统的软件是在软件平台的基础上对不同功能模块的
集成，通过分时共享或中断技术来实现数控系统的实时多任务控制。目前大多数基于ＰＣ的数控系统采用ＤＳ为其软件平台，也有少数采用ＷｉｏｓｘＯ作ｎｗ９，ｄＷｉｄｗＴＷｉｄｗ００等。鉴于这些操作系统各ｎｏｓ，ｎｏｓ０Ｎ２自的弱点，无法完全满足开放式数控系统的要求。本文提出采用Ｍｉｏｏ公司的嵌入式操作系统ＷｉｏｓｃｓｆｒｔｎｗｄＣ．ｅ作为开放式数控系统的软件平台。ＥＥ对于开放式系统的定义，一个开放式系统具有以下能力：经过恰当实现的应用程序能够在不同厂商的多个平台上运行，能够与其它系统的应用
２开放式数控系统的软件平台现状开放式数控系统的软件平台在很大程度上决定了数控系统的工作方式、工作效率及其开放程度。数控

一种基于PC的开放式数控系统的研究

１１系统的硬件结构．
ＮＣ之间通过ＰＩＣ总线连接通信。该系统将仿真模块、文件管理、参数设置等非实时任务以及译码程序、刀补程序、粗插补程序等弱实时任务置于Ｐｃ中，充分利用Ｐｃ的文件管理和数据处理能力；强实时任务由ＮＣ部分实现，且数字控制部分和设备控制部分由不同的ＣＵ承担，能够很好地解决数控系统的实时性。Ｐ
ｎｅｔｎｍｏｇＣｙｔｍｕｃｉｎｌｎｄｓｉａｉｓａｎＮＣｓｓｏｅｆｎｔａｏｅ．Ｃｏｏｍｍｕｉａｉｎａｄｔｙｃｒｎｚｔｎｂｔｅｓｅｔｔｎｎｌｖｔｔｎｅｅｎｃｔｎｉｓｎｈｏｉａｉｅｗｅｎｍａｔｒｓａｉｓａｄｓａｅｓａｉｓｗｒｏｍｅｏｏｏｅｅｕｅｙｔｃｎｌｇｆｓｎｈｏｏｓｍｅｓｇ．Ｉｓｇｏｅｆｒｎｃｓｏｐｎｎ．ｒａ－ｍｅａｄｒｅｎｇｒｂｅａｅｃｎｕｅｙｔｅｘｃｔｄｂｅｈｏｏｙｏｙｃｒｎｕｓａｅｔｏｄｐｒｍａｅｆｏｅｉｇｅｔｎｅｏｆｕａｌｒｏｄｃｄｂｈｏｌｉｉｍｏｕａｅｉｎｎｄｔｏｌｖｌｓｈｄｌｎｔａｅｐｌｄｏＮＣｓｓｍ．ｄｌｒｄｓｉｇａｗ —ｅｅｃｅｕｉｇｓｒｔｇａｐｉｎＣｙｔｇｎｙｅｅＫｅｗｏｄ：Ｄｉｒｕｅｒｈｔｃｕｅｙｒｓｓｉｔｄａｃｉｔｒ；Ｔｏｌｖｌｓｈｄｌｇｓａｅ；ＣＮＣｓｓｅ；Ｒｅ－ｉｔｂｅｗ－ｅｅｃｅｕｉｔｔｇｎｒｙｙｔｍｌｍｅ；Ｒｅｏｆｕａｉｎａｔｅｎｉｒｔｇｏ

基于Windows平台的开放式并联机床数控系统

ＰＣ多轴控制器的应用，使得系统的硬件构架更ＭＡ为简单、件编制更为开放软
１５坐标并联机床及其运动学模型
中国科学院沈阳某自动化研究所研制的５坐标并联机床如图ｌ示，该机床主要由工作台、床所身以及一个４自由度的并联操作机组成机床的主运动由安装在并联操作机动平台上的电主轴带动刀具作旋转运动实现，进给运动中，装工件的５个安
术进行了阐迷。关键词：５坐标并联机废；ＰＣ＋ＩＣ；艘武数控系统；ＭＡＰ于关键技术中国分类号：Ｐ３Ｔ３２文献标识码：Ａ
文章编号：０９一ｌ４（０２００ｌ１０Ｏ３２０ｌ一０５—０Ｊ３
囵
Ｋｙｗｏｒｓａ５一ＤＯＦｐｒｌｌｍｃｉｅｅｄ：ａａｌｅａｈｎ；
Байду номын сангаас
并联机床（ａａｅｍｃｉｅｔ１又称虚拟轴机ｐｒｌｌａｈｎｏ）ｌｏ床（／ｕｌａｉｍａｈｎｏ１实际上是机器人技术与ｖｄａｘｃｉｔｏ）ｓｅ机床结构技术结合的产物，其原型是并联机器人操作机。并联机床由于具有机械本体体积精度高、刚度重量比大、环境适应性强、响应速度快、技术附加值高等特点，故一经问世就引起了广泛的关注从机床运动学的
ＩｓｓＰｔｅＭＡｎＩＣａａｄｒｌｔｒａｄｉｕｌＣ＋＋６０ａｏｔ￣ｅｌｔｒＴｉｐｐｒｉｔｄｃｓｕＣａｄＰｓｈｒｗａｅｐａｏｍｎＶｓａｆｓｓｆ１ｒｐａｏｍｈｓａｎｒｕｅＮｆｅｏｔｅＮｓｓｍ’ ｔｕｔｒｎｅｓｆｈＣｙｔｅｓｓｒｃｕｅａｄｓｔｅｋｙｔｃ￣ｑｅｆｄｖｌⅡ ｎｏｔｒｅｈｒｕｓｏｅｅｏｉｇＮＣｓｆｅｅｉｗａＰＭＡ＋ＩＣ；ｏｅｒｈｔｃｕ：ｋｙｔｈｉｕｓＣＰｐｎａｃｉｔｒｅｅｎｑｅｅｅｃ

基于Windows网络数控系统的设计与实现

颜国霖
（黎明职业大学机电及自动化学院，福建泉州３６２０００）
摘
要：为了实现实训车间数控机床的联网，采用ＣＥ一２３２Ｂ转换模块构建一个工业以太网络。基于以太网和
ＴＣＰ／ＩＰ技术，采用多线程编程方法，开发出基于Ｗｉｎｄｏｗｓ网络数控系统软件，实现了一台ＤＮＣ服务器管理多台数控机床。该系统使用方便，适合学校实训车间使用，具有一定的实用价值。
编程使用，数控实训室中有多台数控机床。每台数控机床安装ＣＥ一２３２Ｂ转化模块，作为一个独立终端与网
络交换机相连。ＤＮＣ服务器、ＣＡＤ／ＣＡＭ客户端及数控机床之间用以太网交换机相连，组成一个管理维护容
关键词：网络数控系统；以太网；多线程；ＴＣＰ／ＩＰ技术
中图分类号：ＴＰ３１１．１
文献标志码：Ａ
文章编号：１００９— ３９０７（２０１３）１２—１５４１— ０５
Ｏ前言
随着计算机技术、数控技术的日益发展，新一代数控系统呈现出高速化、高精度、智能化、多功能的特点。由分散的数控机床与计算机结合而成的ＤＮＣ系统已成为现代加工企业重要管理模式之一。目前基于Ｗｉｎ — ｄｏｗｓ网络数控机床通讯的研究，已成为当前研究热点之一 ¨ １Ｊ。这种数控系统可以实现对零件程序的上传或下传，机床状态采集和远程控制，可以提高企业车间的管理水平及柔性自动化加工。随着学校数控实训车间规模的扩大，设备的利用率逐渐增大，车间人员和设备安全管理主要还是依赖于现场监督和定期职责巡视来实现。为了进一步完善实训车间的数字化、信息化水平，提升学校信息化以及管理水平，结合学校数控实训车间的实际情况，笔者设计出一种满足该车间需求的数控机床管理的网络结构。通过ＤＮＣ服务器、ＣＡＤ／ＣＡＭ客户端、网络交换机与多台数控机床采用星形拓扑结构联成网络，并以ＶＣ＋＋为软件平台，设计开发了网络数控系统软件。在数控车间里，建立有线以太网络，加工程序可以通过老师审核后进行上传、下载及在线加工，在加工过程中能对数控机床进行实时监控、ＮＣ程序传输等功能。这样既

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★来稿日期：００Ｏ一８２１一１Ｏ
々∽ ０々∽ ０々０Ｂ ∽ ６ ∽ ０ ∽ ∽ ∽ ６日∽
到工控机扩展槽中。运动控制卡选用高速ＤＰ作为ＣＵ，ＳＰ具有很
定敲鼓位置。（）４在预定位置处的击鼓动作：根据预先采集的数据，击鼓机械臂各个关节依次展开动作完成击鼓任务。
在满足了控制要求的前提下，控制简单、便捷、稳定、可靠，但系统的体积较为庞大，系统启动较慢。
图５击鼓机器人总体图
参考文献
统中的应用［］Ｊ．煤矿机械，０６２（）４９２０，７７：～５９
（）１击鼓机器人的上轿任务：用定长运动，采从小屋到达轿１宋凤娟，曹胜敏，朱满平．０１片机在小功率直流电动机转速控制系８５单子上。（）２击鼓机器人下轿任务：利用舵机，将安装在舵机上的限
【ｂｔａｔｈｄｓｕｓｓｔｅｒｓａｃｅｅｓｙｏＣｂｓｄｏｅｙｅＣＣｓｓｍ，ｓｄｇｔｅｖＡｓｒｃ】ｉｓｅｅｒｈｎｃｓｉｃｈｅｔｆＰ — ａｅｎｓｌＮｙｔｕｅｉａｓｒｏｐｔｅｆｏｉｌ
ｉｌｂｓＲＯｃｎｌｆｒｐｎＣＣｓｔｅｉｎｅｅＰｎｉｍｎ，ｈｎｅＣｓｔｆｅｄｕＥＣＳｅｈｏｏｙｏｅＮｓｍｄｓｎｕｄｒｈＣｅｖｒｎｅｔｎａｃｄｔｅＮｓｍＳｔｇｏｙｅｇｔｏｅｈｙｅｏｅｄｅｉｌＲｓａｃａｅｎｕｃｓｕｌａｐｉｐｏｔｅｅｅｐｎｏＣＣｍｃｉｅｏｌｐｎａｆｘｂｅｅｅｒｈｈｂｅｃｅｓｌｌｄｔａｒｔｙｖｌｍｅｔＮａｈｎｏｓｎｌ．ｓｓｆｙｐｅｏｏｐｄｏｆｔ．
Ｏ是ＰＳｃ机上的主流操作系统，它具有开放性、易操作性、集成开线。但ＣＣ部分仍是传统的数控系统，但其体系结构是不开放Ｎ发环境的多样性，所以开发基于Ｗｉｄｗ平台的开放式数控系的，ｎｏｓ用户无法介入数控系统的核心。２Ｎ（）Ｃ嵌入ＰＣ型。该类型由统已是数控系统技术发展的一个重要方向，也是国内外开放式数开放体系结构的运动控制卡（和工控机构成。器）将运动控制卡插控系统研究的一个热点。
６结论
（）机器人核心机械部位击鼓机构设计为七路舵机控制三１个二自由度机械手臂，具有一定的创新，节省了击鼓的时间。（）２控制系统是由多个微处理器构成的完全并行的一主多从处理器
系统。采用以ＩｔＣＵ为核心的３位微处理器作为主控芯片，ｎｅＰｌ２
Ｋｅｒｙｗｏｄｓ：Ｎｕｍｅｉａｏｒｌｓｓｅ；ｇｔｌｓｒｏ；ＥＲＣｏＳ；ｉｒｃｌｃｎｔｏｙｔｍＤｉｉａｅｖＳＷｎｄｏｗｓＯＳ
中图分类号：Ｈ１７７文献标识码：Ｔ３．Ａ
１引言
开放式数控系统以其极大的优越性，已经成为未来数控系
２开放式数控系统
目前，世界各国均致力于开放式数控系统的研究。如欧洲的
统的发展趋势。当前数控技术研究的热点之一：Ｗｉｏｓ在ｎｗ平台ＯＡＡ美国的ＯＣ和日本的ＯＥｄＳＣ、ＭＡＳＣ等。但总体来说，基于ＰＣ上构建硬件和软件上都具有良好开放性和柔性的数控系统。增强的开放式数控系统可分为以下三类：１Ｐ（）Ｃ嵌入ＮＣ型。该类型数控系统的开放性、互操作性和柔性，降低系统的成本。ｎｏｓＷｉｄｗ将ＰＣ主板插到传统的ＣＣ系统内部，Ｃ与ＣＣ之间用专用总ＮＰＮ
【摘
要】论述了基于ＰＣ的开放式数控系统研究的必要性，Ｐ在Ｃ环境下利用数字伺服现场总线
ＳＲＯ技术对开放式数控系统设计，强了数控系统的开放性和柔性。研究成果已成功地应用于一台数ＥＣＳ增控机床样机的开发。
关键词：数控系统；字伺服；ＥＣＯＳ；ｎｏ数ＳＲＷｉｄｗｓ０Ｓ
第 பைடு நூலகம் 期１
２１００年ｌ１月
文章编号：０１３９（００１－１３０１０－９７２１）０４－３１
机械设计与制造
ＭａｈｉｒＤｅｉｎｃｎｅｙｓｇ＆Ｍａｆｃｕｅｎｕａｔｒ１３４
基于Ｗｉｄｗ平台的开放式数控系统研究术ｎｏｓ
杨献金张明柱徐爱军
（河南科技大学机电工程学院，阳４１０）洛７０３
Ｂａｅｎｗｉｄｗｓｐａｆｒｏｅｔｌｕｓｄｏｎｏｌｔｏｍｐｎｓｙｅｎｍｅｉａｏｔｙｔ ’ ｅｅｃｒｌｎｒｓｓｅｍＳｒｓａｒｈｃｃｏｌ
ＹＮｉ－ｉ，ＨＮｎ－ｈ，－ｕＡＧＸａｊＺＡＧＭｉｇｚｕＸＵＡｉｎｎｎｊ
（ｌｃｏｃａｉｌｎｉｅｒｇＣｌｇ， ’ａｎｖｒｉｆｃｅｃＥｅｔｍｅｈｎｃｇｅｉｏｌｅＨｅｎｎＵｉｓｙｏｉｎｅ＆Ｔｃｎｌｇ，ｕｙｎ７０３ＣｉａｒａＥｎｎｅｅｔＳｅｈｏｙＬｏａｇ４０，ｈｎ）ｏ１