嵌入式超声内圆磨削数控系统的研究与开发.pdf

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1、2011年l2月机床与液压Dec．2011第39卷第23期MACHINETOOL&HYDRAULICSVol_39No．23DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．23．033嵌入式超声内圆磨削数控系统的研究与开发汪帮富，殷振，谢鸥(苏州科技学院机电工程系，江苏苏州215009)摘要：在深入研究嵌入式系统技术和超声振动内圆磨削加工特点的基础上，提出一种基于ARM和~C／OS一Ⅱ的嵌入式超声振动内圆磨削数控系统的设计方案。以高性能、低功耗的32位ARM嵌入式处理器LPC2210为核心，配以系统所需的外围模块和各种

2、接口电路组成系统的硬件结构；以源码公开的~C／OS—I1实时嵌入式操作系统为核心，开发系统所需的应用软件，将~C／OS—II实时嵌入式操作系统扩展为一个完整的、实用的嵌入式超声波内圆磨削数控系统。关键词：ARM芯片；超声振动；内圆磨削；数控系统；嵌入式系统中图分类号：TH69文献标识码：B文章编号：1001—3881(2011)23—116—4ResearchandDevelopmentofEmbeddedCNCSystemf0rUltrasonicVibrationInternalGrindingWANGBangfu．YINZhen．X

3、IEOu(SchoolofMechanical&ElectricalEngineering，SuzhouUniversityofScienceandTechnology，SuzhouJiangsu215009，China)Abstract：Basedonthein—depthstudyofembeddedsystemtechnologiesandcharacteristicsoftheultrasonicvibrationinternalgnndingprocess，thedesignschemeofanewembeddedCNCsyst

4、emforultrasonicvibrationinternalg6ndingwasproposedbasedonARMandtzC／0S—II．Forthissystem，thekernelofhardwarewasthe32-bitembeddedCPULPC2210withcharacteristicsofhighperformanceandlowpowerconsumption．Anditwasalsoequippedwiththerequiredperipheralmodulesandinterfacecircuittoexte

5、nditselftoonewholehardwaresystem．Thesoftwarewasbasedon~C／OS—lIreal—timeembeddedoperatingsystem，andtherequiredap—plicationsoftwarewasdevelopedSOastoturn~C／OS·-IIreal·-timeembeddedoperatingsystemintoonepracticalembeddedultrasonicCNCinternalgrindingsystem．Keywords：ARMchip；Ul

6、trasonicvibration；Internalgrinding；CNCsystem；Embeddedsystem超声振动内圆磨削以其独特的磨削原理具有普通入式系统具有微内核、系统精简、强实时性、专用性内圆磨削所不具有的较多优点，能够有效提高磨削表强等特点，因此特别适合具有实时性能要求的机电控面质量、加工精度和加工效率，很好地抑制切削力、制系统。降低切削热、降低砂轮磨损、减轻砂轮堵塞和减少工传统的基于单片机的简易数控系统，虽然造价件烧伤。超声振动内圆磨削是在传统内圆磨削的基础低，但功能不足，而基于工业PC的嵌入型数控系统、基于高端PL

7、C的专用数控系统等性能较好，但上，将超声振动加入到工具上的一种复合加工技术。造价太高。基于高性能嵌入式微处理器和实时操作系超声振动内圆磨削对机床及控制系统都有严格的要统的嵌入式数控系统，将克服上述二类数控系统的不求。为了充分发挥超声振动内圆磨削的优越性，通过足，具有性能好、成本低、体积小、结构灵活等优分析超声振动内圆磨削加工的控制特点，作者提出了点，还具有高的性价比，是未来数控系统的发展方一种利用嵌入式技术来构建超声振动内圆磨削数控系向。针对超声振动内圆磨削数控系统的特点，文中提统的设计方案。此系统总体性能稳定，开发成本低，出了以先进的嵌

8、入式技术(以ARM芯片为硬件平台具有强实时性，符合开放式数控系统的发展方向，具和以~C／OS-11系统为软件平台来组建嵌入式系统)有很强的市场竞争力和广泛的应用前景。为基础来构建超声振动内圆磨