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基于ARM技术和Linux操作系统的嵌入式数控系统,是新兴的ARM技术、Linux操作系统与数控技术的高度结合,而且嵌入式数控系统以其低成本、高性能的经济型定位成为热点研究之一。论文选用ARM9和运动控制芯片MCX314AL为嵌入式数控系统的硬件核心,以嵌入式Linux操作系统为软件平台,成功地完成了嵌入式数控系统人机界面和底层相关软件的设计。并从规范通用化的各硬件模块接口、嵌入式Linux系统下运动控制芯片的驱动程序、数控加工程序编译方式和嵌入式数控系统友好人机交互界面等方面在一定程度上实现了数控系统的实用性、实时性和开放性。 论文主要工作为: 1、在数控代码编译方面,采用了G代码关键字分解和G代码分组的方法。G代码关键字分解是编译程序的骨架,G代码分组则是进行语法检查的基础。通过G代码关键字函数表对G代码进行了分解,使编译程序结构简化,并提高了开放性。通过对G代码分组的实现,则较好实现了数控程序语法的检查。将预编译方法应用于嵌入式数控系统中,编译和加工在时间上的不同步使得编译过程不再为实时性任务,减轻了嵌入式处理器和内存的负担,从而保证了加工过程的实时性。 2、在刀具补偿方面,对C型刀具补偿的转接算法进行了深入研究,分析了刀具补偿的转接类型的条件判断和各种情况下转接点的计算。在插入型过渡转接时采用了圆弧过渡转接,使得转接点计算得以简化,并且提高了刀具在加工过程中的切削平稳性,很好地适应高速数控加工、提高工件表面质量和加工效率。 3、在图形界面方面,主要通过Qt开发工具完成了数控应用程序的人机交互图形界面,实现了数控参数设置以及刀具轨迹的图形仿真等功能。 4、在嵌入式数控系统底层软件研究方面,对数控系统软件平台的建立与实现进行研究。将嵌入式Linux操作系统应用在数控系统中,对嵌入式Linux下数控运动控制芯片的驱动程序,以及数控动态链接库进行了研究。这种以Linux为平台的嵌入式驱动程序能够使数控系统运行更稳定,而且实时性更强。 最后,通过设计有针对性的测试用例,进行软件仿真,对界面软件的主要功能,包括数控代码编译和刀具补偿功能进行测试,发现了一些功能不足,同时也证明了上述功能模块的可行性。