基于Windows的全软件数控系统体系结构研究.pdf

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1、2015年1月机床与液压Jan．20l5第43卷第2期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．43No．2DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．02．050基于Windows的全软件数控系统体系结构研究雷立群．王戬(吉林农业科技学院机械与土木工程学院，吉林吉林132101)摘要：全软件数控系统是实现开放式数控系统的有效途径。在分析Windows操作系统体系结构的基础上．提出采用分层结构的多线程结构式数控系统软件模型，数控系统的强实时控制由操作系统底层的驱动程序部分完成，弱实时部分以

2、及控制系统的管理程序在操作系统的应用程序层实现，很好地解决了Windows操作系统在数控系统实时控制方面的应用问题，为Windows操作系统下实现开放式数控系统的软件结构模型提出了有效途径。实验证明该方法是行之有效的。关键词：全软件数控；实时控制；多线程；驱动程序中图分类号：TH一39文献标志码：A文章编号：1001—3881(2015)2—152—3ArchitectureStudyaboutA11SoftwareCNCSystemBasedonWindowsLEILiqun．WANGJian(MechanicalEng

3、ineeringDepartment，JilinAculturalScienceandTechnologyCollege，JilinJilin132101，China)Abstract：AllsoftwareCNCsystemisaneffectivewaytorealizeopenCNCsystem．Basedontheanalysis，themuhithreadingmodelaboutCNCsystemsoftwarewasgiven．Inthesoftwaremode1．therea1．timecontroloft

4、heCNCsystemwasfinishedbyWDMdriv．eroftheWindowsoperatingsystem，andtheweakreal—timewiththemanagementpartaboutcontrolsystemwasimplementedbytheap—plicationpm~amlayeroftheWindowsoperatingsystem．Thereal—timecontrolofCNCsystemintheWindowsoperatingsystemwassolvedwel1．Aefe

5、ctivemethodwasgiventobuildthesoftwaremode1．Experimentshowsthatthemethodiseffective．Keywords：Allsoftwal'eCNC；Real—timecontrol；Multithread；WDM数控系统是一种典型的多任务实时控制系统，系键在于如何使系统能够更为精确和快速地响应控制．统中的强实时控制部分主要是插补运算和位置控制脉因此在程序的总体设计上尽量避免程序之间相互调用冲的输出。众所周知，插补是数控机床控制刀具运动而产生的软件延时问题。

6、轨迹的核心。传统的数控系统多因实时性原因，主要1数控系统的整体结构模型采用硬件来实现强实时控制部分¨]。硬件实现的数数控系统在整体上采用了分层的软件结构，图1控系统限制了系统的体系结构，为开放式数控系统的给出了数控系统各个部分之间的相互关系(双箭头实现增加了难度。而采用全软件的方法实现数控系统表示它们之间可以进行双向数据传输)，可以清楚地是实现开放式数控系统最简洁的途径，文献『41提看到数控系统的软件结构以及系统的控制策略。数控出采用引入外部时钟中断的方法，有效解决了Win．系统由底层WDM程序与顶层控制应用程序两部分组d

7、ows操作系统高精度定时时钟的问题，使全软件数成：WDM程序主要负责系统的强实时控制部分。如控系统的实现成为可能。作者在此基础上构建了外部硬件中断的截取、控制脉冲的输出等；而顶层应Windows操作系统全软件结构的整体建模，实验证明用程序则主要负责数控代码的编译、控制参数的设这种数控系统的结构模型是可行的。置、加工位置信息的显示等。数控加工是一种复杂的控制过程，在加工过程中外部硬件}-_底层WDM~．序}．_顶层应用程序同一时间段中可能需要同时完成两种不同的功能。例如，系统在插补的同时。需要不断地翻译并向内存送图1数控系统

8、整体结构框图人数控代码。同时。系统还要能够随时接收用户发出从图中可以看到．WDM程序位于控制结构的中的紧急控制信息等。全软件数控系统在总设计上的关间部分。因此在控制的过程中，底层的WDM程序必收稿日期：2013—12—05基金项目：吉林省科技发展计划资助项目(20090123)；吉林农业科技学院青年教师