剪板机嵌入式数控系统应用集成的研究
嵌入式控制系统在机床加工过程中的实时监控与控制
嵌入式控制系统在机床加工过程中的实时监控与控制随着工业自动化的快速发展，嵌入式控制系统在机床加工过程中的实时监控和控制起着至关重要的作用。
这种嵌入式控制系统被广泛应用于机床加工领域，以提高生产效率、降低能耗、改善产品质量。
通过实时监控和控制，嵌入式控制系统可以及时检测和纠正机床加工过程中的偏差和错误，保证加工精度和品质。
嵌入式控制系统在机床加工过程中的实时监控主要包括对机器状态、传感器数据和加工参数的监测。
通过合理配置传感器和数据采集装置，嵌入式控制系统能够实时采集机床运行状态、工件位置、温度、压力等各种数据，并将其转化为可供处理的数字信号。
这些数据能够帮助操作人员及时了解机床的运行情况，如机器故障、温度异常、电气参数等，从而及时采取措施进行修复和调整。
嵌入式控制系统还可以通过与传感器和执行器的连接，实现对机床加工过程中的实时控制。
通过预设的控制算法和逻辑，嵌入式控制系统能够自动调整机床的位置、速度、加工参数等，以满足产品的质量和加工要求。
例如，在数控机床中，嵌入式控制系统可以根据加工图纸和相关参数，精确控制刀具的运动轨迹和速度，从而实现精密加工。
同时，嵌入式控制系统还可以进行机床加工数据的采集和处理。
通过采集和分析加工过程中的数据，可以得到机床的工作效率、产量、加工精度等多个指标，并根据这些指标进行及时的优化和调整。
这些数据还可以用于工艺优化和质量管理，帮助企业提高生产效率和产品质量。
在机床加工过程中，嵌入式控制系统还可以与其他设备和系统进行联网和通信。
通过与计算机、数据库、云平台等的连接，可以实现数据共享和远程监控。
操作人员可以通过远程控制终端，实时监控和控制机床的运行状态，并及时处理异常情况。
这种远程监控和控制功能，不仅提高了生产管理的灵活性和效率，还降低了人力资源成本。
嵌入式控制系统在机床加工过程中的实时监控和控制还具有一些重要的特点和优势。
首先，由于它的嵌入式设计，可以实现高速、实时的数据采集和控制，提高生产过程的实时性和准确性。
嵌入式数控系统的构件研究的开题报告
嵌入式数控系统的构件研究的开题报告一、选题背景与意义随着数字化、网络化、智能化的发展，数控系统在工业制造业中得到广泛应用。
然而传统的数控系统存在许多缺陷，如运行速度慢、性能差、容易出错等。
因此，嵌入式数控系统成为了当前数控系统开发的一个热点领域。
嵌入式数控系统可以实现高效率、高速度的运行，并且相比传统的数控系统更稳定可靠。
因此，研究嵌入式数控系统的构件，可以提高数控系统的整体性能，提高工业制造业生产效率。
二、研究内容和实施方案1. 研究嵌入式数控系统的构件嵌入式数控系统的构件包括硬件和软件两个方面。
硬件方面主要包括主板、显示器、存储器、输入设备、输出设备等。
软件方面主要包括底层驱动程序、操作系统、应用程序等。
2. 实施方案（1）研究并购买符合要求的硬件设备；（2）设计并实现嵌入式数控系统的底层驱动程序；（3）选择并移植适合嵌入式数控系统的操作系统；（4）开发适合工业制造业的应用程序。
三、预期目标与研究意义1. 预期目标（1）研究嵌入式数控系统的构件，实现高效率、高速度的运行；（2）提高数控系统的整体性能，提高工业制造业生产效率；（3）提供一个具有优良性能的嵌入式数控系统。
2. 研究意义（1）为工业制造业提供更高效率、更稳定可靠的数控系统；（2）推动数控系统领域的科学研究和技术创新；（3）促进工业制造业的现代化进程。
四、研究难点与解决方案1. 研究难点（1）硬件方面：如何选择合适的硬件设备，设计合理的硬件架构，保证系统的稳定性和可靠性；（2）软件方面：如何设计高效的底层驱动程序、选择适合嵌入式数控系统的操作系统、开发优秀的应用程序。
2. 解决方案（1）选择符合要求的硬件设备，进行充分测试，保证系统的稳定性和可靠性；（2）设计高效的底层驱动程序，优化系统性能；（3）根据实际应用需求，选择适合的操作系统并进行移植；（4）开发适合工业制造业的应用程序，提高系统的实用性。
数控剪板机机床数显系统的研究与应用
一
６ — １
关键词 ： 数显 系统； 脉冲； 测量精度
１ 述 概
数控 剪板机 机床 的普及使得 五金加 工行 业 的繁荣 ， 为了更进一步提高生产效率 ， 数控 自 动化普及成了机床行业 的研究课题 。 由于在 生产 过程 中需 要准确 的测量 和定 位， 采用嵌入式数显系统 ， 不仅可 以提高剪板机 机床的测量精度 ， 保证生产质量 ，提高工作效 率 ，而且还可以提 高剪板机机床生产厂家的产 品档次 ， 由于采用微机控制不仅提高生产 成本 ， 而且还增加 了使用机床 的复杂度。所以一 种基 于数控机床 的数显 系统就应运而生。 ２ 剪板机机床数显系统的结构 剪板机 机床数显系统主要 包括 ： 传感器光 电编码 器和数显控制测量表两部分 ， 将光 电编 码器与机床运动部件合理连接后 ， 机床运动 的 位移量 就会通 过编 码器将 信号送 入数显 控制 表， 数显表将采集 的信号经过处理后 ， 以数字形 式显示 出来 ， 从而完成机床运动的数显测量。 控 制部分主要是控制普通电机的正反转和下刀行
程。
３ 研究内容 圈 ｌ 本文 主要介绍 嵌入式 控制测量 数显系 统 ９ 。， ｏ 据此可分辨出编码 器的旋转方向。 而运动 结束语 的软件和硬件进行剖 析， 并介绍其工作原 理。 的位移量只需要知道传动装 置的螺距 ，一般采 本产品 已应用于一些机床厂 ，得到 了厂家 ３ 控 制测量数显表 的工作原理 ． １ ６ 个脉冲 。这样 认可 。 控制测量数显表的硬件框 图如 图 １ 所示 。 用的是编码器旋转一圈输 出 ３ ｏ 本系统采用 ｐ ｌｆ ￣ 单片机．卜 晶振 ｍＳ５ ４ 夕部 螺距 －６ ， 定数 。 为 ４ Ｈ 。 系 统 最 高 无 误 差 计 数 频 率 为 ３０设 ｏＭ ｚ 本表是采用 了时下 最流行 的 Ｍ Ｃ ０ Ｈ 公 司 就可以在设定上可 以规定 ： ＩＲ Ｃ 这样就 可以根 据不 同规格的传动装置的螺 ｌ Ｄ Ｈ Ｏ ｋ ｚ左右。 对于 ３ ０线 的光电编码 器， 大 ６ 最 的 ￣￣８ ５０ １ｆ ２ 单片机作为中央处理 器 ， ４ 采用数 码管显示 ， 薄膜 开关作为键盘 。 电编码器 、 光 压 距 。 设定不 同的设定数 。方便其使用的普 及性。 无误差计 数转速约为 ６ｏｄ ｍＩ ０ ｉ ｌ。实验表 明． 再设计 的时候也可 以使用其他脉冲的 ． 在应用装有减速机的 ４ 级普通电机的机床测量 力传感器 、 红外线开关作为采集数据的传感器。 当然了 。 由于采用的是高速光 耦， 转 系统中。 其 ＨｃＳ ５ ０ ｌｆ ２ 是一款 比较适合机床数显表使 甚至是 高脉 冲数 ， ４ 编码器的转速不超过 ４ Ｄ ０ ｎ的情况 ０ Ｂｆ 。根据编码器 ｚ 冲的功 下。 种设计方法 的误差在 ０１毫米 的范围内 。 脉 这 ． 用的单片机 ，原 因在于它外部 的晶振可提高到 换速 率高达 １Ｍ ｉｓ ４ Ｍ，ｃ 端 口的 驱动 电流 达到 ２ ｍＡ，３通 道 能 ， ０ ⅣＩ ５ １ 实现 自 动零位定位 ， 由于后档料的行程受 限 所 以在 一般 普通 的数控 机床基本 满 足生产要 人为认定其距离是固定 的（ 考 求。 不 ｌ 字 节的 Ａ ０ Ｄ转换 口， 并且还有看 门狗复位功 位开关 的控制 ， ， 脉冲数是固 能ｍ ７ ２ ） ６ ２ ） 。 （ ８ 和 （９ 脚分别接 ５ 和 Ｇ Ｄ ３ 和 虑机械 的误差 ）所 以在 同方 向的 ｚ ｖ Ｎ ，０ 参考文献 而 １ 】 ＨＣ单片机原理及接 口 术【 】 技 Ｍ． 北京： ３ 脚分别 接 ４ Ｍ 晶振 ，３ 接蜂 鸣器 ，２和 定 的， 由于本设计主要是靠采 集 Ａ脉冲而定 【 陈国先． ｌ ｏ ２脚 ２ ２ 脚控制信号继 电器 ， ｌ 信号继电器控 制机床电 义其位移的 ，所 以在校准时是靠判定 ｚ 冲与 电 子 工 业 出版社 。０ ４ 脉 ２ｏ． 气箱里的机械式继电器 ， 从而控制电机的正反 Ａ脉 冲的个数 的比例关 系而 自动寻找其零位 。 【柳 平增， ２ 】 程勇， 志等． 徐成 开卷校 平剪切 生产线 １ 和 ２ 管脚是 复用管脚 ，使用 的模数端 数控 系统 的 开发及 应 用 忉．泰 山学 院学 报， ９ Ｏ 转， ９脚和 ８ 负责采集 编码器 的旋 转 躅数 和 脚 判断编码器 的正反转 ， 脚是复用管脚 ， ８ 在这 里 口分别接红外线装置和压力传感器 。红外器装 ２ ０ ．５３： — ０ ０ ３ （） ７ ９ ． ２ ８ 使 用的是 ｉ ０中 断） ａ ｒ（ 功能 ， 的是编 码 器的 Ａ 置主要是实现后退让功能 ，由于在切割钢板 的 接 作者简介 ： 丁鑫龙 ， 工业 大学， 安徽 讲师 ， 研 相， ９ 而 脚接 的是 Ｂ相 。这里单 片机 主要是 靠 时候 ， 下刀的冲撞力会使钢 板向上翘 ， 从而损坏 究方向： 测技术与 自动化装 置。 检 所 单 采集编码器的 Ａ相和 Ｂ相 的信号 ， 来判定机床 后档料 ， 以装上红外线 主要判断刀下来时 ， 运动的位移量的。原理主要是 Ａ 相和 Ｂ 相输 片机通过采集此信 号控 制电机促使后档料 运行 出 占 比为 ５ ％的方波， 冲式编码器每旋转 远 离钢板 。而压力传感器主要是测定其机床的 空 ０ 脉 周，、 两相输 出固定数 目的脉冲。 ＡＢ 当脉冲式 剪切能力 ，相应 的剪切力只能对应 固定厚 度的 编码器正 向旋 转时 ， 相 比 Ｂ 相超前 １ Ａ ／４周 钢 板 ， 传感器可 以起到提醒用户是否接近机床 期， 当编码器反向旋转时， 比 Ａ 相超前 ｌ 的临界剪切能力 以及控制下刀行程。 Ｂ相 ， ４ 周期 若在 Ａ 相上升沿跳变时检测 Ｂ 相为 ０ 。 ３２软件结构 ． （ 低电平）或 Ａ 相下 降沿时检测到 Ｂ 相为 １ ， 俯 数控剪板机机床数显系统的软件程序是 采 ｐ ｃ 电平）， Ａ 相 比 Ｂ 相超前 ９ ｏ； 则 Ｏ 反之亦 然， 若 用 ｃ语 言 ，ｉ 单片 机的 ｃ 语言 的编程环境 操 Ｂ相上升 沿时检测到 Ａ 相为 １， Ｂ 相下降 作 简单 ， 或 语言简 洁明了 ， 功能强大 ， 方便单 片机 沿 时检测 到 Ａ 相 为 ０， Ｂ 相 比 Ａ 相超 前 使用越少语句实现更多功能。 则
嵌入式控制系统在机床技术中的应用研究
嵌入式控制系统在机床技术中的应用研究嵌入式控制系统在机床技术中的应用研究成为了工业自动化领域的研究热点之一。
随着科技的不断发展，嵌入式控制系统的功能得到了极大的增强，其在机床领域的应用也日益广泛。
本文将重点探讨嵌入式控制系统在机床技术中的应用，并分析其对机床性能和精度的影响。
一、嵌入式控制系统的基本概念嵌入式控制系统是一种专门设计用于特定应用领域的控制系统，它将控制器与被控制对象紧密地集成在一起，并具有实时性、可靠性、实时通信等特点。
嵌入式控制系统往往采用高性能的处理器、专用的操作系统和硬件，能够满足复杂控制算法和实时数据处理的要求。
二、嵌入式控制系统在机床技术中的应用嵌入式控制系统在机床技术中的应用可以分为两个方面：实时控制和数据处理。
1. 实时控制嵌入式控制系统在机床技术中的一个重要应用是实时控制。
传统的机床控制系统多采用PC机或PLC作为控制器，但其实时性和稳定性难以满足高速、高精度机床的要求。
嵌入式控制系统通过自主研发的硬件和软件平台，能够实现精确的实时控制，确保机床按照预设的轨迹和速度进行运动，提高加工精度和效率。
2. 数据处理嵌入式控制系统在机床技术中的另一个重要应用是数据处理。
机床在加工过程中会产生大量的数据，这些数据包括位置、速度、加速度等信息，通过对这些数据的处理和分析，可以实现机床的自动调整和优化。
嵌入式控制系统能够采集、处理和存储机床数据，并通过算法优化控制参数，实现对机床加工性能的提升。
三、嵌入式控制系统对机床性能和精度的影响嵌入式控制系统在机床技术中的应用对机床性能和精度产生了深远的影响。
1. 提高机床性能嵌入式控制系统的实时性和稳定性使得机床的运动更加精确和稳定。
传统的控制系统往往存在控制误差和延迟现象，这会对机床性能造成负面影响。
而嵌入式控制系统通过硬件和软件的优化，能够实现更为精确的控制和更快的响应速度，提高机床的运动精度和稳定性。
2. 提高机床加工精度机床加工精度是评价机床性能的关键指标之一。
嵌入式操作系统裁剪技术实践研究
第四章分析了多线程技术理论及其在上位机软件的具体应用,文件系统和数据库两种系统数据管理方法的优缺点和Windows下的绘图机制;详细论述了上位机软件各模块的设计和实现原理,以及上位机与下位机、PC机问的通信机制。
Байду номын сангаас
第五章论述了小型振动发生器作为信号源的测试实验并将结果与示波器比较;描述了胜利油田孤东采油厂往复泵设备上的现场应用实例及应用结果。
第六章总结了论文的研究工作并对未来的研究作相关展望。
本文链接:/Thesis_Y1246931.aspx
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全文共分六章:
第一章阐述了国内外状态监测、故障诊断和振动检测技术的发展现状;介绍了嵌入式系统的相关知识并分析嵌入式技术在数据采集和处理领域的优势;提出了基于嵌入式技术的手持式振动检测仪的实现方案和功能特点,最后总结了本研究的意义。
第二章调研了目前流行的嵌入式操作系统,并通过比较分析选择WindowsCE操作系统作为软件环境;重点研究了Windows CE操作系统的体系结构、特点及其应用程序的开发环境及其要点。
1.学位论文李笑非基于PowerPC FSC823大型绘图机控制系统的设计与实现2005
绘图机是计算机常用的图形输出设备,可以把计算机所生成的样片图用绘图笔或喷墨方式画在绘图纸上保存下来。服装CAD系统之中样片设计和放码系统所生成的样片图,排料系统所生成的排料图,都需要1:1的比例绘制在绘图纸上,以供裁剪工序使用。因此,大幅面的绘图机是服装系统的重要输出设备。
目前国内服装CAD使用的大型绘图机大多数是国外进口设备,性能较好,但是价格昂贵,而且许多是专用的。在国内,很少有生产服装CAD专用大型绘图机的厂家。传统的绘图机是采用单片机控制系统,没有图形显示功能,需要与上位机连接,每一台绘图机需要配一套相应的软件,通过上位机将命令传输到绘图机中,还需要上位机的显示器来显示所绘制图形的画面,机器本身无法脱离上位机独立绘图。
嵌入式控制系统在机床自动化决策系统中的应用研究
嵌入式控制系统在机床自动化决策系统中的应用研究摘要：随着科技的快速发展，嵌入式控制系统在各个领域中的应用越来越广泛。
本文主要研究嵌入式控制系统在机床自动化决策系统中的应用。
通过对机床自动化决策系统的需求分析和嵌入式控制系统的特点进行研究，探讨了嵌入式控制系统在机床自动化决策系统中的适用性以及应用前景，并尝试给出了一种基于嵌入式控制系统的机床自动化决策系统的设计思路。
第1章引言1.1 研究背景机床自动化决策系统在制造业中扮演着重要的角色。
传统的机床自动化决策系统主要基于计算机控制，但面临着响应时间长、计算能力不足等问题。
而嵌入式控制系统具有高效、快速响应、低功耗等特点，因此在机床自动化决策系统中应用具有巨大的潜力。
1.2 研究目的本文旨在研究嵌入式控制系统在机床自动化决策系统中的应用，并探讨其优势和不足之处。
通过分析现有的机床自动化决策系统以及研究最新的嵌入式控制技术，提出一种基于嵌入式控制系统的机床自动化决策系统的设计思路，为机床自动化决策系统的发展提供参考。
第2章机床自动化决策系统的需求分析2.1 机床自动化决策系统的功能需求机床自动化决策系统需要能够实现对机床工作状态的实时监测和控制，包括机床的加工质量、加工效率、工装状态等。
同时，还需要能够对机床进行故障诊断和智能调度，以实现最优化的机床自动化决策。
2.2 机床自动化决策系统对硬件平台的需求机床自动化决策系统对硬件平台的要求较高。
需要具备高性能的处理器、大容量的存储器以及稳定可靠的输入输出接口。
此外，还需要具备良好的实时性和可扩展性，以满足不同机床的需求。
第3章嵌入式控制系统的特点3.1 嵌入式控制系统的定义嵌入式控制系统是指集成在其他设备内部的计算机系统，它具有特定的功能和任务。
不同于传统的计算机系统，嵌入式系统通常具有小型化、低功耗、高可靠性等特点。
3.2 嵌入式控制系统的优势嵌入式控制系统具有响应速度快、功耗低、体积小、可靠性高等优势。
嵌入式控制系统在机床自动装卸料系统中的应用研究
嵌入式控制系统在机床自动装卸料系统中的应用研究引言随着工业自动化的发展和进步，嵌入式控制系统在各个领域中的应用越来越广泛。
机床自动装卸料系统作为现代工业生产中不可或缺的环节，其自动化程度对于提高生产效率和减少人力资源成本起到了重要作用。
本文将探讨嵌入式控制系统在机床自动装卸料系统中的应用研究，并分析其优势和挑战。
1. 嵌入式控制系统的基本概念和特点嵌入式控制系统是指将计算机系统嵌入到被控对象中，以实时获取和处理传感器信息，并控制执行器以实现特定任务的系统。
嵌入式控制系统的特点包括实时性、可靠性、低成本和小尺寸等。
与传统的计算机控制系统相比，嵌入式控制系统更适用于对实时性要求较高的自动化任务。
2. 机床自动装卸料系统的功能和挑战机床自动装卸料系统是机床自动化生产线中的关键环节之一。
该系统主要负责物料的搬运和装卸，以确保机床能够持续高效地运行。
机床自动装卸料系统的功能主要包括物料传递、堆垛和装卸等。
然而，由于机床自动装卸料系统需要实时感知机床的状态并做出相应的控制动作，因此在实施过程中面临着许多挑战，如精确控制、可靠性和安全性等。
3. 嵌入式控制系统在机床自动装卸料系统中的应用嵌入式控制系统在机床自动装卸料系统中的应用可以提供实时而精确的控制和监测。
通过嵌入式控制系统，机床自动装卸料系统可以实现以下功能：3.1 传感器数据的实时获取和处理嵌入式控制系统可以通过传感器实时获取机床的工作状态，如温度、压力和速度等数据。
同时，这些数据也可以被系统用于执行控制算法，以实现对机床自动装卸料系统的精确控制。
3.2 控制算法的实时优化借助嵌入式控制系统，机床自动装卸料系统可以实时优化和调整控制算法，以满足实际生产需求。
通过不断学习和反馈，嵌入式控制系统可以提高机床的自动化程度和生产效率。
3.3 数据传输和通信的可靠性嵌入式控制系统具备可靠性强的数据传输和通信功能，可以保证机床自动装卸料系统与其他设备之间的数据交互和通信的稳定性和安全性。
嵌入式系统在机械控制中的应用研究
嵌入式系统在机械控制中的应用研究嵌入式系统是当今技术发展中的一个重要领域，它在各个行业中都有广泛的应用。
尤其在机械控制领域，嵌入式系统的应用研究日益受到重视。
本文将从嵌入式系统的定义、机械控制中的应用案例、研究现状以及未来发展趋势等方面探讨嵌入式系统在机械控制中的重要性及进展。
首先，定义嵌入式系统。
嵌入式系统是一种专门为特定应用设计的计算机系统，它通常由微处理器、存储器、输入输出接口以及其他相关硬件设备组成。
与通用计算机系统相比，嵌入式系统具有体积小、功耗低、功能强大等特点。
这些特点使得嵌入式系统在机械控制领域有着得天独厚的优势。
其次，讨论嵌入式系统在机械控制中的应用案例。
嵌入式系统在机械设备的控制系统中起到了至关重要的作用。
以工业机器人为例，嵌入式系统可以实现对机器人的精准控制，使它们能够完成各种复杂的动作和任务。
此外，嵌入式系统在家电、汽车、航空航天等领域也有广泛应用，可以提高设备的智能化和自动化水平，提升生产效率和安全性。
进一步，探讨嵌入式系统在机械控制中的研究现状。
目前，嵌入式系统在机械控制中的应用研究正迅速发展。
研究者们致力于提升嵌入式系统在机械控制中的精度和稳定性，以及实现其与其他系统的无缝集成。
同时，人工智能和大数据技术的发展也为嵌入式系统在机械控制中的应用提供了更多可能性。
例如，通过机器学习算法对嵌入式系统进行优化和智能化，可以实现对机械设备的自动调节和优化。
最后，展望嵌入式系统在机械控制中的未来发展趋势。
随着人工智能技术的不断进步，嵌入式系统在机械控制中的应用前景不可限量。
未来，嵌入式系统将更加智能化，可以根据机械设备的工作状态和环境变化做出相应的调整和决策。
此外，随着物联网技术的快速发展，嵌入式系统将与其他智能设备无缝连接，形成一个庞大的智能网络，进一步提高机械控制的自动化水平。
总之，嵌入式系统在机械控制中的应用研究具有重要意义。
随着嵌入式系统技术的不断发展和创新，可以预见，它将在机械控制领域发挥越来越重要的作用。
基于嵌入式平台的全软件数控系统研究与开发的开题报告
基于嵌入式平台的全软件数控系统研究与开发的开题报告一、选题背景数控系统是机床自动化程度的标志，已成为现代机械制造工业必不可少的一项技术。
而传统数控系统一般采用硬件驱动方式，存在成本高、扩展性差、维护困难等问题。
因此，基于嵌入式平台的全软件数控系统成为了研究的热点。
嵌入式平台具有成本低、体积小、功耗低、可靠性高等特点，因此将数控系统移植到嵌入式平台上可以大幅降低成本，提高系统的可靠性和稳定性。
目前，国内外已有许多嵌入式平台数控系统的研究和应用，如LinuxCNC、Smoothieboard等。
二、研究内容本课题旨在研究基于嵌入式平台的全软件数控系统，并实现其中的核心功能。
具体研究内容包括：1、系统设计根据数控系统的功能需求和系统特点，设计嵌入式平台下的数控系统结构，确定各个模块的功能划分和接口定义。
2、核心算法研究数控系统的核心算法包括插补算法、运动控制算法等，需要在嵌入式平台下进行重构和优化。
本课题将对这些算法进行研究和优化，以提高系统的性能和稳定性。
3、系统软件实现根据系统设计和算法研究的结果，进行系统软件的实现和调试。
包括系统底层驱动开发、功能模块实现和调试、界面设计等。
三、拟解决问题本课题将解决传统数控系统中存在的成本高、扩展性差、维护困难等问题，提高数控系统的可靠性和稳定性。
同时，基于嵌入式平台的数控系统具有成本低、体积小、功耗低、可靠性高的特点，也将为制造业的智能化升级提供一种新的选择。
四、研究方法本课题采用实验研究方法，具体包括：1、文献调研法：对国内外嵌入式平台数控系统的相关文献和资料进行综合分析，了解各个系统的优缺点和设计思路。
2、编程实验法：通过实际编程和调试来验证系统功能和性能，优化系统设计和算法实现。
3、实际应用验证法：将开发完成的系统应用到实际生产中，验证其稳定性和可靠性。
五、预期成果完成本课题后，将实现基于嵌入式平台的全软件数控系统，并达到以下预期成果：1、系统结构合理，功能齐全，性能稳定。
嵌入式控制系统在机床自动化与传感器技术的结合研究
嵌入式控制系统在机床自动化与传感器技术的结合研究引言：随着科技的发展和进步，嵌入式控制系统在机床自动化和传感器技术领域的应用变得越来越广泛。
嵌入式控制系统通过整合传感器技术，实现了机床自动化的有效实施，提高了生产效率和产品质量。
本文将重点探讨嵌入式控制系统在机床自动化与传感器技术的结合方面的研究进展，并讨论其在制造业中的应用前景。
一、嵌入式控制系统概述嵌入式控制系统是一种以特定任务为目标，以嵌入于被控制对象中的控制器为核心，以具有实时控制能力和硬件平台可定制性的控制系统。
该系统具有小型化、高可靠性和低功耗的特点。
目前，嵌入式控制系统已广泛应用于工业生产领域，特别是在机床自动化中，嵌入式控制系统发挥了重要的作用。
二、机床自动化技术的需求机床自动化是将机床的操作、控制和监测过程实现自动化，以提高生产效率、减少人为错误并提高产品质量。
传统的机床需要人工操作，操作人员需要具备较高的技术水平，且容易受到疲劳和情绪变化的影响，容易出错。
而嵌入式控制系统通过自动控制和监测，可以实现对机床的自动化操作，提高生产效率和产品质量。
因此，机床自动化技术对嵌入式控制系统的应用提出了更高的要求。
三、嵌入式控制系统与机床自动化的结合1. 实时性要求机床自动化对控制系统的实时性要求较高。
嵌入式控制系统具有较低的时延和高的响应速度，能够满足机床自动化的实时性要求。
通过嵌入式控制系统，可以实现机床的即时控制和监控，避免了传统机床在操作过程中的时延和延误问题。
2. 硬件平台可定制性嵌入式控制系统的硬件平台可根据机床自动化的需求进行定制。
不同的机床具有不同的操作和控制要求，嵌入式控制系统可以根据这些要求进行硬件设计和定制。
这种可定制性使得嵌入式控制系统能够更好地适应机床自动化技术的发展需求。
3. 传感器技术的应用传感器是机床自动化中不可或缺的组成部分，嵌入式控制系统与传感器技术的结合能够实现对机床运行状态的实时监测和控制。
传感器可以感知机床的各种参数，如温度、速度、位置等，通过嵌入式控制系统进行数据处理和决策，实现对机床的自动控制。
嵌入式系统在机床控制中的应用研究
嵌入式系统在机床控制中的应用研究随着科技的不断发展，嵌入式系统在各个行业中都扮演着越来越重要的角色。
其中，在机械制造领域中，嵌入式系统的应用已经成为了当今智能制造的重要组成部分。
作为制造行业中重要的一环，机床也不能例外。
本文将从嵌入式系统在机床控制中的应用研究这一主题入手，探讨嵌入式系统在提高机床性能、优化机床生产和节约能源等方面的优势。
一、嵌入式系统概述嵌入式系统是一种以微处理器为基础的电子计算机系统，具有高度集成化和灵活性。
相比于传统的计算机系统，嵌入式系统的特点是具有高度实时性、低功耗、体积小、系统稳定等优势，适用于各种不同的应用场景，如智能手机、家电、汽车、航空航天等领域。
近年来，随着行业对智能化、自动化的需求不断增加，嵌入式系统也被广泛地应用于制造业中，特别是机械制造领域。
二、机床控制中的嵌入式系统应用机床是机械制造中最基础的生产工具之一，主要用于加工金属、非金属材料等。
在机床加工过程中，控制系统的作用至关重要。
通过控制系统，可以对机床进行精确的定位、加工和控制。
因此，机床控制系统的性能、稳定性和精确度决定了机床的加工效率和质量。
在传统的机床控制系统中，多采用PLC控制和单片机控制等方式。
但这些传统的控制系统通常存在一些问题，如稳定性差、功能单一、扩展性差等。
嵌入式系统则可以有效地解决这些问题，提高机床控制精度、稳定性以及适应性。
在机床控制中，嵌入式系统的主要应用有以下几个方面：1.数控系统数控系统是机床控制中最常见的嵌入式系统应用。
数控系统主要用于控制机床的运动轨迹、加工速度和位置等参数。
相比于传统的PLC控制和单片机控制，嵌入式系统的数控系统具有更高的精度、更好的稳定性和更强的扩展性。
2.重要参数实时监测嵌入式系统可以通过传感器等方式对机床加工过程中的重要参数进行实时监测和记录。
这样，可以得到更加准确的加工数据，为机床控制系统的优化和升级提供实时数据支持。
3.优化算法升级嵌入式系统可以通过优化算法的升级来进一步提高机床的控制精度和生产效率。
剪板机国产嵌入式数控系统的发展与应用
2.1 提升人机交互体验 传统的大型机械设备往往无法给使用者提供良好的
人机交互体验,但 是 随 着 竞 争 日 趋 激 烈,提 升 人 机 可 视 化 交互体验可以 大 大 提 升 产 品 的 竞 争 力 。 [3] 在 设 计 的 过 程 中,需要选择体验 较 好 的 硬 件 设 备,简 化 设 备 的 人 机 交 互 设置。同时,如果 将 设 备 控 制 参 数 直 观 地 用 显 示 屏 来 执 行,将大大提升 工 作 效 率。总 之,需 要 进 一 步 优 化 剪 板 机 数 控 系 统 人 机 交 互 界 面 ,建 立 更 和 谐 的 人 机 交 互 和 底 层 运 动控制。
使用遗传算法等 数 学 模 型,不 断 优 化 剪 板 机 数 控 系 统 的 功 能 和 精 度 。 [4]
3 剪板机国产嵌入式数控系统的应用
3.1 总体架构 为了提升剪板 机 国 产 化 嵌 入 式 数 控 系 统 的 质 量,促
进行业发展,本 文 提 出 了 一 种 以 STM32F103ZGT6 为 主 控芯片的数控剪板机的点位控制系统。通过校企合作, 组建专业的研 发 团 队。 我 国 迫 切 需 要 国 产 数 控 系 统,从 而改变严重依赖 进 口 的 局 面,这 也 符 合 当 前 智 能 制 造 发 展的需求 。 [5] 本 文 提 出 的 数 控 剪 板 机 的 点 位 控 制 系 统, 重点在于剪 板 机 后 挡 料 板 的 精 确 定 位 闭 环 系 统 如 何 构 建,智能控制策略 如 何 确 定 以 达 到 精 度 从 ±0.03 mm 提 升到±0.01 mm 的 目 标,并 能 使 系 统 保 持 高 度 的 稳 定 性 以及快速 的 响 应 特 性。 其 难 点 在 于 智 能 控 制 策 略 的 选 取、PID 参数的整定优化、系 统 的 抗 干 扰 措 施 以 及 对 可 靠 性进行测试。
嵌入式系统在数控设备故障诊断系统中的实现
Embedded Technology•嵌入式技术嵌入式系统在数控设备故障诊断系统中的实现文/张志强本文围绕着数控设备安全运摘行需求进行分析，从中了解数控要设备工作运行中的安全隐患，明■确故障诊断的基本要求，探讨嵌入式系统在其中的应用效果。
【关键词】嵌入式系统数控设备故障诊断在工业生产加工过程中，数控设备发挥着十分重要的功能和作用，极大的提升了生产效率。
数控设备的持续更新与升级，则进一步提高其生产能力和技术水平。
为了保障数控设备的安全、稳定运行，需要做好故障诊断工作，能够及时排査其中的风险因素，及时予以处理和改进。
在数控设备故障诊断系统的设计中，需要将嵌入式系统应用进来，将其融合到数控设备当中，便于故障诊断工作的顺利开展，提高其实用性和智能化。
1数控设备故障诊断的基本要求1.1全面诊断数控设备的故障诊断，需要对数控设备工作运行中的常见故障进行了解，分析其发生原因，并考虑到多方面的影响因素。
数控设备有着十分复杂的结构，并由多个零部件支持其工作运行，并涉及到多个工序、步骤，任何一个环节出现问题，均可能形成故障问题。
数控设备的故障发生原因多样复杂，主要分为关联性故障（设计缺陷、结构缺陷和性能缺陷）和非关联性故障，发生于硬件（机床本体、电子元器件、换刀系统等）、软件（程序编制、参数设置、机床操作等），或是受到干扰（环境因素、系统工艺、电源地线配制等）。
因此，数控设备故障诊断工作需要更加全面，并应用广泛的诊断知识。
针对不同类型的故障问题，均可以快速、准确的判断其原因，及时、妥善的予以处理，提高故障的防控效果，减少故障问题对于数控设备工作运行的干扰与妨碍，保障设备的安全、稳定运行。
1.2综合分析在全面诊断的基础上，还需要对数控设备的工作运行情况进行综合分析。
当设备出现异常振动现象时，需要结合其频谱特性进行分析，了解主轴轴承、磨头、轴颈、油膜的问题。
在故障诊断的过程中，难以通过内部控制系统进行诊断，而需要利用传感器，于外围进行测量，其测量结果能够将机床内部状态准确反映出来。
嵌入式控制系统在机床刀具切削力控制中的应用研究
嵌入式控制系统在机床刀具切削力控制中的应用研究摘要：嵌入式控制系统在机床刀具切削力控制中具有重要的应用价值。
本文将对嵌入式控制系统在机床刀具切削力控制中的应用进行研究，并分析其优点和挑战。
首先，我们介绍了嵌入式控制系统的基本原理和特点。
然后，我们探讨了嵌入式控制系统在机床刀具切削力控制中的具体应用，并分析了其对机床性能的影响。
最后，我们总结了嵌入式控制系统在机床刀具切削力控制中的研究进展和未来发展方向。
本文的研究结果对进一步提高机床切削精度和效率具有重要的实际意义。
1. 引言机床是制造业的核心设备之一，其刀具切削力的控制是保证切削质量和提高加工效率的关键。
传统的机床刀具切削力控制方法存在精度低、稳定性差等问题。
而嵌入式控制系统则具有实时性好、精度高、稳定性强等优点。
因此，研究嵌入式控制系统在机床刀具切削力控制中的应用具有重要的意义。
2. 嵌入式控制系统的基本原理和特点嵌入式控制系统是将计算机技术与控制技术相结合的一种控制系统。
其基本原理是通过嵌入式处理器来实现对机床的实时控制。
嵌入式控制系统具有以下特点：（1）实时性好：嵌入式处理器的特殊设计使得系统能够实时处理输入信号并输出控制指令，满足机床刀具切削力控制的实时性需求；（2）精度高：嵌入式控制系统采用高性能的处理器和精密的传感器，能够实现高精度的切削力控制；（3）稳定性强：嵌入式控制系统具有良好的抗干扰能力和自适应能力，能够实现稳定的切削力控制。
3. 嵌入式控制系统在机床刀具切削力控制中的应用（1）控制算法设计：嵌入式控制系统可以根据切削过程的特点，设计合理的控制算法。
常见的控制算法包括PID控制算法、自适应控制算法等。
由于嵌入式控制系统具有高性能的处理器和实时性好的特点，可以实现对刀具切削力的精确控制。
（2）传感器接口设计：嵌入式控制系统可以与各种传感器进行接口设计，实时获取切削力信号。
常用的切削力传感器包括应变式传感器、力敏电阻传感器等。
嵌入式控制系统通过传感器接口设计，可以准确地采集切削力信号，为切削力控制提供准确的反馈。
基于嵌入式技术的机床控制系统性能优化方法研究
基于嵌入式技术的机床控制系统性能优化方法研究随着工业自动化水平的提高，嵌入式技术在机床控制系统中起着越来越关键的作用。
机床控制系统的性能优化对于提高加工效率、保证加工质量和降低生产成本具有重要意义。
本文将从嵌入式技术的角度出发，研究机床控制系统的性能优化方法。
首先，嵌入式技术在机床控制系统中的应用是优化性能的基础。
嵌入式技术的特点是小型化、低功耗、高性能和可靠性。
在机床控制系统中，嵌入式技术可以提供高速的数据处理能力、精确的控制精度以及稳定可靠的运行环境。
因此，机床控制系统可以通过采用嵌入式技术来提高性能。
其次，通过优化控制算法可以提高机床控制系统的性能。
控制算法的优化是提高机床控制系统性能的关键。
在机床控制系统中，常见的控制算法包括PID控制算法、模糊控制算法和神经网络控制算法等。
通过对控制算法的优化，可以提高机床的加工精度和控制稳定性。
例如，在PID控制算法中，可以通过调整比例、积分和微分增益来优化系统响应速度和稳定性。
同时，可以通过引入自适应控制算法或者模糊控制算法来提高机床的控制精度。
另外，优化硬件设计可以提高机床控制系统的性能。
机床控制系统的硬件设计直接影响系统的性能。
在硬件设计中，可以通过选择合适的处理器、存储器和外设来提高系统的计算能力和数据处理能力。
同时，可以通过优化硬件电路的布局和时序设计来提高系统的响应速度和稳定性。
此外，优化电源设计和加强系统的抗干扰能力也可以提高系统的稳定性和可靠性。
此外，优化软件设计可以提高机床控制系统的性能。
机床控制系统的软件设计可以通过提高代码的执行效率和优化任务调度算法来提高系统的性能。
在软件设计中，可以采用基于实时操作系统的任务调度算法来提高多任务的执行效率。
同时，可以利用代码优化技术如循环展开、指令重排等来提高代码的执行效率。
此外，通过合理的软件结构和模块化设计，可以降低系统的复杂度，提高系统的可维护性和可扩展性。
最后，通过合理的系统集成和测试可以提高机床控制系统的性能。
嵌入式系统在机床安全控制中的应用
嵌入式系统在机床安全控制中的应用嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，其硬件和软件均为特定应用场景而设计，常常被嵌入到其他设备或系统中。
在机床安全控制领域，嵌入式系统发挥着重要的作用。
本文将重点讨论嵌入式系统在机床安全控制中的应用，并探讨其优势和挑战。
嵌入式系统在机床安全控制中的应用主要体现在以下几个方面：1. 监测与控制嵌入式系统可以通过传感器和执行器等硬件设备，实时监测机床的运行状态。
通过对机床各种参数（如温度、振动、功耗等）的实时采集和分析，嵌入式系统能够预测潜在的故障并做出相应的控制措施。
例如，当机床温度过高时，嵌入式系统可以自动调节风扇的转速，以保证机床正常工作。
此外，嵌入式系统还能够监测机床的工作负载，确保机床在合适的负载范围内运行，避免过载或过度负载所带来的风险。
嵌入式系统可以根据不同的工作场景，动态调整机床的参数和控制策略，提高机床的稳定性和可靠性。
2. 故障诊断与预防机床故障是生产线上的常见问题，而嵌入式系统可以实时监测机床的状态，并进行故障诊断和预防。
嵌入式系统能够采集和分析机床各部件的工作情况，通过与预设模型进行比对，确定是否存在异常或潜在故障。
一旦发现故障，嵌入式系统可以及时发送警报，通知相关人员进行维修或更换零部件。
此外，嵌入式系统还可以通过远程连接，将故障信息上传至云端或后台服务器，实现远程监控和远程维护。
这样可以大大提高故障诊断和维修的效率，减少生产线的停机时间。
3. 安全保护机床在运行过程中，存在着许多潜在的安全风险，如碰撞、超速、过载等。
嵌入式系统可以利用传感器和算法，监测机床的工作状态，并根据预设的安全规则进行判断和控制。
当机床工作超出安全范围时，嵌入式系统可以自动停机，避免事故的发生。
嵌入式系统还能够与其他安全设备（如安全门、光栅等）进行联动，以确保工人在接近机床时的安全。
例如，当安全门打开时，嵌入式系统能够实时检测到并立即停机，以防止工人误碰机床，保障工人的人身安全。
嵌入式控制系统在机床自动化控温系统中的应用研究
嵌入式控制系统在机床自动化控温系统中的应用研究摘要：嵌入式控制系统在机床自动化控温系统中具有广泛的应用前景，本文将详细介绍嵌入式控制系统在机床自动化控温系统中的应用，并探讨了其在提高机床自动化控温系统性能方面的优势。
通过该研究，可以为机床行业提供一种先进、高效的控制系统方案。
关键词：嵌入式控制系统，机床，自动化，控温系统1. 引言机床自动化控温系统是现代机床制造中重要的组成部分之一。
其作用是确保机床工作环境的恒定温度，提高工作效率和质量。
传统的机床自动化控温系统主要依赖于传感器、执行器和中央控制器的组合，但随着科技的不断进步，嵌入式控制系统在机床自动化控温系统中的应用变得越来越重要。
2. 嵌入式控制系统的基本原理嵌入式控制系统是一种集成了计算、控制和通信功能的硬件和软件系统。
其核心部分是嵌入式微处理器，可以实现各种复杂的控制算法和通信功能。
在机床自动化控温系统中，嵌入式控制系统能够快速、准确地获取传感器数据，并实时做出相应的控制决策，从而确保机床工作环境的恒定温度。
3. 嵌入式控制系统在机床自动化控温系统中的应用3.1 温度检测与控制嵌入式控制系统能够准确地探测机床工作环境的温度，并实时调整温度控制系统的参数。
通过精确的温度检测与控制，可以提高机床的工作效率和质量。
3.2 温度数据采集与传输嵌入式控制系统可以实现机床工作环境温度数据的采集和传输。
它可以收集大量的温度数据，并通过网络或其他通信方式实时传输到中央控制系统。
这些数据对于机床的运行状态分析、故障诊断和维护具有重要的意义。
3.3 自适应控制算法嵌入式控制系统可以通过运算能力强大的嵌入式微处理器实现高级的自适应控制算法。
通过对机床工作环境温度数据的实时分析，嵌入式控制系统可以根据不同的工况条件自动调整控制参数，提高机床的稳定性和控制精度。
3.4 用户界面嵌入式控制系统可以实现友好的用户界面，使操作人员能够直观地了解机床自动化控温系统的工作状态和参数设置。
嵌入式操作系统剪裁技术研究
嵌入式操作系统剪裁技术研究随着嵌入式系统的广泛应用，针对其性能和资源有限的特点进行优化变得尤为重要。
嵌入式操作系统剪裁技术作为一种有效的优化方法，能够根据系统需求和约束条件，定制和优化操作系统的功能模块，以实现更好的性能和资源利用率。
本文将对嵌入式操作系统剪裁技术进行深入研究，探讨其概念、特点、作用、研究方法、结果与展望。
嵌入式操作系统剪裁技术是指根据特定应用场景的需求和系统资源约束，对操作系统进行定制、压缩和优化，以实现更好的性能和资源利用率。
这种剪裁技术具有以下特点：针对性：根据应用场景的需求，选择和优化必要的操作系统模块，提高系统的针对性。
灵活性：允许在多种操作系统平台上进行剪裁，以满足不同应用场景的需求。
高效性：通过去除不必要的模块和优化关键模块，提高系统的性能和资源利用率。
可靠性：在保证系统稳定性和可靠性的前提下，进行剪裁和优化。
提高性能：通过优化操作系统模块和算法，提高系统的响应速度和处理能力。
降低功耗：通过去除不必要的模块和优化关键模块，降低系统的功耗，提高续航能力。
减小体积：通过压缩和去除不必要的模块，减小操作系统的体积，方便部署和安装。
提高安全性：通过加强关键模块的权限控制和安全机制，提高系统的安全性。
模块选择和评估：如何准确评估和选择必要的操作系统模块，以满足应用场景的需求。
系统稳定性和可靠性：如何在剪裁和优化的过程中保证系统的稳定性和可靠性。
定制化成本：针对不同应用场景进行定制化操作系统的成本较高，需要探索降低成本的途径。
技术更新：随着技术和应用需求的变化，需要不断更新和升级嵌入式操作系统剪裁技术。
文献调研：对嵌入式操作系统剪裁技术的相关文献进行深入分析和归纳，了解该领域的研究现状和发展趋势。
案例分析：针对具体应用场景的嵌入式操作系统剪裁案例进行深入剖析，了解剪裁过程中的关键技术和方法。
技术评估：通过对剪裁后的操作系统进行性能测试、功耗分析和安全性评估等，客观评价剪裁技术的优劣。
剪板机控制系统实验总结
剪板机控制系统实验总结
剪板机控制系统实验总结是对剪板机控制系统实验的整体回顾和总结。
以下是
一个可能的实验总结示例：
在本次剪板机控制系统实验中，我们旨在设计和测试一个能够精确控制剪板机
运动的系统。
通过实验，我们对剪板机控制系统的原理和实际应用有了更深入
的了解。
首先，我们进行了系统的设计和搭建。
我们选择了合适的传感器和执行器，并
通过控制器将它们连接起来。
我们还编写了相应的控制算法，以便实现对剪板
机的精确控制。
在实验过程中，我们进行了多组测试，以验证系统的性能和稳定性。
我们测试
了剪板机在不同速度和负载条件下的运动情况，并记录了相关数据。
通过实验，我们得出了以下几个重要的结论：
1. 控制系统的设计和搭建是成功的。
我们的系统能够准确地控制剪板机的运动，并实现了预期的效果。
2. 在不同速度和负载条件下，剪板机的运动表现出了一定的差异。
我们观察到
在高速和大负载情况下，剪板机的响应时间可能会延迟，并且可能会出现一些
振动。
3. 控制算法的优化是一个重要的方向。
通过进一步改进控制算法，我们可以提
高系统的响应速度和稳定性，从而更好地满足实际应用需求。
总的来说，本次剪板机控制系统实验使我们对剪板机控制技术有了更深入的了解，并且为我们进一步优化和改进控制系统提供了宝贵的经验和启示。
我们相信，在今后的工作中，我们能够进一步完善剪板机控制系统，使其更加稳定和
高效。
剪板机嵌入式数控系统应用集成的研究
华中科技大学硕士学位论文剪板机嵌入式数控系统应用集成的研究姓名：王志勇申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：周会成;周向东2011-05-23华中科技大学硕士学位论文摘要近年来，以32位ARM为核心的嵌入式系统因为有着接近PC平台的优越性能和接近16位单片机价格而成为了数控系统领域的新宠。
在高端剪板机数控系统被国外垄断的市场大环境下，本文致力于研究拥有自主知识产权的国产剪板机嵌入式数控系统，即为嵌入式系统在机械行业的应用添砖加瓦，又为打破国外垄断、发展民族产业作出自己的努力。
本文在详细分析了剪板机的工艺过程和控制要求之后，提炼出剪板机数控系统的功能规格和技术要求，确定了以ARM+FPGA为核心的硬件平台，以Linux2.6.33及Xenomai2.5.3为软件平台的数控系统总体设计方案。
重点研究了系统的总体软件方案设计中系统软件的架构、功能模块的划分以及系统的数据交换，进一步完善和充实。
结合前文中叙述的剪板机的工作原理，在详细研究了剪板机数控系统的加工过程之后，完成了加工程序的G代码设计，M代码设计，研究了数控系统中剪切角、刀口间隙、剪程等关键量的控制实现，并设计了剪板机的加工过程中的逻辑运动控制实现方法。
剪板机嵌入式数控的人机交互界面（HMI）为系统的一大难点。
依据人机界面的设计原则，对人机界面的需求进行UML建模功能模块划分，叙述了剪板机的人机界面开发环境和主要控件，重点研究和设计了人机界面各功能模块的开发，其中包括人机界面程序体系结构、加工模块、监控模块、参数修改模块、人机界面接口程序模块等。
最后描述了剪板机软硬件集成之后的系统功能测试。
关键词：嵌入式系统，数控，剪板机，逻辑控制，人机界面，UML华中科技大学硕士学位论文AbstractWith the core of the32-bits ARM process, the embedded systems, has not only superior performance closed to the PC platform, but also the low price closed to the microcontroller. In recent years, it becomes the new favorite in the field of Numerical Control system. As the high-level Numerical Control system of has been monopolized by foreign company, this paper dedicates to the research of embedded NC system of cutting machine, which has the independent intellectual property rights.In this paper, after a detailed analysis of the shearing process and control technology requirements, we proposed to an Numerical Control system overall design, which is based of the hardware platform with the core ARM+FPGA and Linux2.6.33+ Xenomai2.5.3 software platform. Then focuses on the system architecture, the division of the function modules and the data exchange of the system, for further improving .After a detailed study of the CNC machining process, this paper introduces the G code design, M code design of the processing. Then it describes the control method of the critical volume, such as shear angle, blade gap and shear stoke. After that, it tells us the control processing of the logic motion.The HMI of the embedded Numerical Control system of cutting machine is a major difficulty in the design. This paper, based on the principle of HMI requirements, establishes the model of UML use case diagram. Then, it introduces the HMI developed environment . After that, it tell us the development of various functional modules, including the HMI architecture, processing modules, monitoring module, parameter modification module and the HMI application interface.Finally,it describes the integrated system of hardware and software and does the system function testing.Keywords: embedded system, NemericalControl, cutting machine, logic control, HMI, UML独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
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华中科技大学硕士学位论文剪板机嵌入式数控系统应用集成的研究姓名：王志勇申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：周会成;周向东2011-05-23华中科技大学硕士学位论文摘要近年来，以32位ARM为核心的嵌入式系统因为有着接近PC平台的优越性能和接近16位单片机价格而成为了数控系统领域的新宠。
在高端剪板机数控系统被国外垄断的市场大环境下，本文致力于研究拥有自主知识产权的国产剪板机嵌入式数控系统，即为嵌入式系统在机械行业的应用添砖加瓦，又为打破国外垄断、发展民族产业作出自己的努力。
本文在详细分析了剪板机的工艺过程和控制要求之后，提炼出剪板机数控系统的功能规格和技术要求，确定了以ARM+FPGA为核心的硬件平台，以Linux2.6.33及Xenomai2.5.3为软件平台的数控系统总体设计方案。
重点研究了系统的总体软件方案设计中系统软件的架构、功能模块的划分以及系统的数据交换，进一步完善和充实。
结合前文中叙述的剪板机的工作原理，在详细研究了剪板机数控系统的加工过程之后，完成了加工程序的G代码设计，M代码设计，研究了数控系统中剪切角、刀口间隙、剪程等关键量的控制实现，并设计了剪板机的加工过程中的逻辑运动控制实现方法。
剪板机嵌入式数控的人机交互界面（HMI）为系统的一大难点。
依据人机界面的设计原则，对人机界面的需求进行UML建模功能模块划分，叙述了剪板机的人机界面开发环境和主要控件，重点研究和设计了人机界面各功能模块的开发，其中包括人机界面程序体系结构、加工模块、监控模块、参数修改模块、人机界面接口程序模块等。
最后描述了剪板机软硬件集成之后的系统功能测试。
关键词：嵌入式系统，数控，剪板机，逻辑控制，人机界面，UML华中科技大学硕士学位论文AbstractWith the core of the32-bits ARM process, the embedded systems, has not only superior performance closed to the PC platform, but also the low price closed to the microcontroller. In recent years, it becomes the new favorite in the field of Numerical Control system. As the high-level Numerical Control system of has been monopolized by foreign company, this paper dedicates to the research of embedded NC system of cutting machine, which has the independent intellectual property rights.In this paper, after a detailed analysis of the shearing process and control technology requirements, we proposed to an Numerical Control system overall design, which is based of the hardware platform with the core ARM+FPGA and Linux2.6.33+ Xenomai2.5.3 software platform. Then focuses on the system architecture, the division of the function modules and the data exchange of the system, for further improving .After a detailed study of the CNC machining process, this paper introduces the G code design, M code design of the processing. Then it describes the control method of the critical volume, such as shear angle, blade gap and shear stoke. After that, it tells us the control processing of the logic motion.The HMI of the embedded Numerical Control system of cutting machine is a major difficulty in the design. This paper, based on the principle of HMI requirements, establishes the model of UML use case diagram. Then, it introduces the HMI developed environment . After that, it tell us the development of various functional modules, including the HMI architecture, processing modules, monitoring module, parameter modification module and the HMI application interface.Finally,it describes the integrated system of hardware and software and does the system function testing.Keywords: embedded system, NemericalControl, cutting machine, logic control, HMI, UML独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名：日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
本论文属于（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日保密□，在 年解密后适用本授权书。
不保密□。
华中科技大学硕士学位论文1. 绪论1.1 课题背景及意义1.1.1 课题的来源本课题来源于国家数控工程中心与扬州扬力集团的钣金数控系统合作项目。
1.1.2 课题研究的目的和意义数控机床是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要基础产业[1]，其水平的高低和数量是衡量一个国家工业现代化的重要标志之一，在国防建设上面更是具有战略意义的重要基础产业。
而在钣金数控机床行业中，随着板材市场的持续红火和行业竞争日益加剧[2]，厂家为了占据有利地位，对钣金机床的要求也越来越高[3]。
普通剪板机由于存在以下不足，已经越来越不能满足市场的需求了。
（1）加工精度低加工精度低的主要原因有：一是普通机床的加工进度由人工钢尺测量来保证，人为因素影响较大；二是普通的剪板机床采用异步电机带动链条传动机构，这种方式定位精度低，机械偏差大，精度难以保证。
（2）操作复杂、工作量大普通剪板机的剪切、定位、调整全靠人为手动操作，效率低下，操作复杂，工作量大。
基于以上原因，厂家越来越青睐高速高精低成本的机床设备。
而本课题的研究目的就是通过对嵌入式的剪板机数控系统进行研究与开发，将计算机控制技术、液压传动技术等引入普通剪板机的数控系统，实现剪板机剪切、调整自动化，保证剪板机的加工精度，提高工作效率，以满足需求。
本文的意义主要有二：一是为了打破当前高档剪板机数控系统基本被国外垄断的局面，发展国产高端数控系统；二是为了适应市场的需求，普通的剪板机已经逐渐开始淡出钣金市场了，即将面临淘汰的命运。
华中科技大学硕士学位论文1.2 相关研究领域及发展现状1.2.1 嵌入式数控系统简介嵌入式系统，其一般定义为一种专用的计算机系统[4]，是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，以适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等特殊要求的专用系统。
简要地说，一个嵌入式系统就是一个具有特定功能或者用途的计算机软、硬件的集合。
根据国际电气和电子工程师协会（IEEE）的定义，嵌入式系统[5]是“控制、监视或者辅助设备运行、机器和车间运行的一种装置”（devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment ,machinery or plants）。
其有以下几个部分组成[6]：嵌入式处理器、嵌入式外围设备、嵌入式操作系统、嵌入式应用软件，主要要有以下几个特点[7]：1. 嵌入式系统是完全面向应用、面向产品、面向用户的，其处理器受各种应用要求的制约；2. 嵌入式系统内核小、功耗低、实时性好，为精简内核；3. 系统软硬件结合度高；4. 具有多种通讯接口；5. 系统的软件生命周期较长；嵌入式系统[8]最明显的优势就是可以嵌入到任何微型或小型仪器、设备中。
目前，嵌入式系统在应用数量上远远超过了任何一种通用的计算机系统。
嵌入式技术的电子产品，小到MP3、PDA等微型数字化设备，大到信息家电、智能机器等已经在普通人的生活中扮演着不可或缺的角色。
而嵌入式数控系统，可以定义为面向机床厂家和最终用户，通过改变、增减数控功能，在统一、精简的平台上开发运行，并能够灵活地满足用户特殊要求的开放式数控系统。
其主要特点为：可通过软硬件的裁剪，提高系统的性能、可靠性，降低系统的成本，缩减系统功耗，可以实现用户各种特殊功能，最终成为极具竞争力的数控系统。
1.2.2 数控剪板机简介剪板机是借助于运动的上刀片和固定的下刀片，采用合理的刀片间隙，对各种厚度的金属板材施压剪切力，使板材所需要的尺寸断裂分离。