基于arm9的数控机床数据采集系统的研究与开发

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1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要在现代制造业中，生产现场信息的实时采集与反馈是企业掌控实际生产状况并进行快速响应和决策的基础。数控机床作为自动化制造系统中的核心设备，其运行状态直接反应了车间生产状况，但由于数控机床本身的异构与不开放性，难以形成统一有效的信息采集方法，因此研究具有一定通用性的数控机床数据采集系统具有重要的现实意义。论文首先总结和比较了当前数控机床数据采集的各种方法和特点，结合车间机床过程监控和制造执行系统对数据采集的需求，提出了一种基于ARM9和嵌入式Linux操作系统的数控机床信息采集系统方案。然后论文详细探讨了该方案的实现方法和过程，包括机床I/O信号特点

2、的研究，机床开关量采集接口电路设计和系统硬件平台搭建，以及采集驱动程序及嵌入式图形用户界面应用程序开发等。研究了基于Linux的数据采集驱动模型，提出一种适用于嵌入式信息采集的存储与传输控制机制，并对Linux2.6内核环境下系统开发过程作了细致的探讨。开发了上位机管理软件，并进行系统集成。实现了以开关量采集为主，兼顾模拟量和生产进度数据采集的生产现场数据采集系统。最后探讨了所采集数据的统计、分析与应用，并对开发的系统进行测试，验证了该系统的可行性。关键词：数控机床，数据采集，制造执行系统，ARM9，LinuxI基于ARM9的数控机床数据采集系统的研究与开发AbstractI

3、nmanufacturingindustry,therealtimeacquisitionandfeedbackofproductionshopfloorinformationisthebasisthattheenterprisescouldtimelyacquirethemanufacturingstatus,quicklyresponsetosuddensituationandmakedecisionsbotheffectivelyandefficiently.TheNCmachineisregardasthecoreequipmentofanautomaticmanuf

4、acturingsystem,whoseoperatingconditionwoulddirectlyreflecttheproductionstatusofworkshop.Butit’sverydifficulttoimplementunifieddataacquisitionstrategyduetotheisomerismandclosureofNCmachineitself,soresearchonNCmachine’sdataacquisitionsystemwithfeasibilityandcommonalitywillproducepracticalsign

5、ificance.Firstofall,thisarticlesummarizedandcomparedthecurrentNCmachinedataacquisitionmethods.Combinedwithrequirementofmachineprocessmonitoringandmanufacturingexecutionsystemonshopfloordatacollection,anewNCmachinedataacquisitionmethodwasproposedwhichwasbasedonARM9andembeddedLinuxoperationsy

6、stem.Thenthespecificdevelopmentstrategyandprocedureofthismethodwasdiscussedindetail,includingthestudyofNCmachineI/Osignalscharacteristics,thedesignofinterfacecircuitforNCmachineon-offsignals,theestablishmentofsystem-levelhardwareplatform,applicationprogramsdevelopmentoflinuxdevicedriverappl

7、icationandembeddedgraphicuserinterface.AdataacquisitionmodelbasedonLinuxwasestablished;meanwhile,adatastorageandtransfercontrolmechanismwhichisapplicabletoembeddedcommunicationwasintroducedandsuccessfullyapplied.ThesystemdevelopmentofLinux2.6kernelenviro