windows平台下的软件化数控系统研究

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1、万方数据设计与研究Des叭】ndR搠咄Windows平台下的软件化数控系统研究+陈光胜①陶涛①梅雪松①②((D西安交通大学机械工程学院，陕西西安710049；(参西安交大机械制造系统工程国家重点实验室，陕西西安710049)摘要：首先对Windows的实时性能进行了分析，并通过实验对Windows下常用定时方法的实时性进行了考核。结果表明，内核模式下中断定时具有极强的实时性。借助于驱动程序开发工具开发出满足数控系统要求的实时模块是完全可能的。提出了基于Windows纯软件开放式数控系统的解决方案及软、硬

2、件结构。开发出软件化数控系统实验平台，并在工作台上完成了高精度x—y工作台圆运动实验。实验结果表明该平台不仅能完成运动控制系统的基本任务功能，且圆轮廓误差不超过±5pm，达到中档数控系统精度水平，并能通过改变控制策略和添加误差补偿环节进一步提高轮廓精度，实现了Windows下开发纯软件数控系统的目的。关键词：运动控制软件化数控实时性中图分类号：T1'273StudyofSoftware-onlyCNCSystemBasedonWindowsCHENGuangsheng①，TAOTao①，MEIXueso

3、ngq)⑦I(亘)SchoolofMechanicalEngineering-Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，CHN；@)StateKeyLaboratoryforManufacturingSystemsEngineering-Xi’anJiaotongUniversity。Xi’an710049，CHN)Abstract：Real—timeperformanceofWindowsisanalyzedinthispaper，andtimemethodsusuall

4、yusedunderWin-dowsareevaluatedbymeansofexperiments．Theresultsshowreal-timeperformanceofinterrupttimerinkernelmodeishighanditisfeasibletodevelopreal-timepositioncontrolmodulewithdriverdevel-opmenttoolunderWindows．Asoftware-onlyopenCNCsystemsolutionsbasedo

5、nWindows，software-onlyCNCsystem7Ssoftwareandhardwarestructureareproposed．TheWindows-basedsoftware-onlyCNCsystemtestplatformhasbeendeveloped．UsingtheplatformcircularmotionexperimentOilhishprecisionX—Yfeedservotablehasbeencompleted．Theresultsshowthatthepla

6、tformcanrealizemo—tioncontrolsystemfunctionsofthebasictaskswithcontourerrorwithin±51xmthatreacheslevelofmid—dieprecisionCNCsystem-andthecontouraccuracycanbefurtherimprovedbyusingpropercontrolstrategyandaddingtheerrorcompensationunit．Keywords：MotionContro

7、l；Software-onlyCNCSystem；Real-timePerformance目前，传统Pc机(或PCI04)加运动控制卡的数控系统硬件结构方式仍然在国内普遍采用。但这种结构下，数控系统硬件开发难度大，软件开发水平要求高，容易引起系统性能不稳定。而国产高档数控系统与国外同类产品相比还有相当大的差距，其中稳定性不高是重要原因。Windows操作系统(WindowsNT／2000／XP)非常成熟且具有丰富的应用支持软件和廉价高效的软件开发工具。美国制造数据公司开发的$国家高技术发展计划(2008

8、AA042405)；国家自然科学基金(50505035)·74·OpenCNC、美国SoftServoSystem公司的ServoWorksCNC以及德国PowerAutomation公司的PA8000都是基于PC机以Windows为平台的软件化数控系统¨J。开发软件化数控系统具有硬件开发难度低，开放性、可靠性高以及人机界面友好等明显优点，为提高数控系统的可靠性与稳定性提供了保证。国内对基于Windows的纯软件数控系统的研究起步较晚。山东