基于ARM与DSP的高性能齿轮机床嵌入式数控系统的研发与实现

发布时间：2017-09-26 20:24

  本文关键词：基于ARM与DSP的高性能齿轮机床嵌入式数控系统的研发与实现

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【摘要】：在机械传动中,齿轮是量大面广的重要基础件,广泛应用在汽车、船舶、机车车辆、工程机械、矿山设备、发电设备、风力装置、航空航天、军工等领域。齿轮机床数控系统是齿轮机床的核心,是满足高精度、高效率和复杂形状齿轮加工要求的唯一选择,具有重要的地位和作用。本文设计了基于多CPU(ARM、DSP和FPGA)的高性能开放式硬件平台和软件平台;该平台在结构上可以灵活裁减,不仅适应多通道、高速插补的需求,而且适应不同的工业应用环境。论文的主要研究内容如下:1.研究了以EP9315为主CPU芯片的多CPU架构,开发出了齿轮机床嵌入式数控系统(简称齿轮机床数控系统或数控系统)的硬件平台。2.详细研究了数控系统运行的软件平台。完成了Windows CE6.0(简称WinCE6.0)软件平台的裁剪,主要工作是定制、移植WinCE6.0操作系统、BootLoader设计、串口和USB口驱动开发等。3.完成了广州数控设备有限公司的现场总线(简称GSK-Link)硬件开发。本数控系统设计完成后,将该数控系统与重庆机床厂生产的YS3118CNC5五轴数控高速滚齿机床配套,实验加工的标准直齿轮精度达到预期的目标。试验结果表明了本数控系统在实际加工应用中的可靠性、实用性和高精度。
【关键词】：齿轮机床嵌入式数控系统 Windows CE6.0 GSK-Link ARM DSP
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 课题的研究背景及意义10-11
• 1.2 本课题国内外相关的研究现状及分析11-12
• 1.3 齿轮机床数控系统的发展趋势12
• 1.4 本文的主要研究内容与章节安排12-14
• 1.4.1 主要研究内容12-13
• 1.4.2 主要采用的技术13
• 1.4.3 章节安排13-14
• 第二章 齿轮机床数控系统总体设计14-18
• 2.1 引言14
• 2.2 数控滚齿机床简介14-16
• 2.2.1 数控滚齿机床加工原理14-15
• 2.2.2 数控滚齿机床性能特点15-16
• 2.3 齿轮机床数控系统体系结构的设计16-17
• 2.4 本章小结17-18
• 第三章 齿轮机床数控系统的硬件设计18-28
• 3.1 引言18
• 3.2 主机板设计18-22
• 3.2.1 主机选型18-19
• 3.2.2 下位机选型19-20
• 3.2.3 电路设计20-22
• 3.3 人机接口硬件设计22-23
• 3.3.1 LCD液晶显示设计22-23
• 3.3.2 触摸屏设计23
• 3.4 外部IO接口设计23-24
• 3.4.1 外部IO接口介绍23-24
• 3.4.2 外部IO接口设计24
• 3.5 高性能现场总线24-27
• 3.5.1 现场总线接口硬件25
• 3.5.2 GSK-Link总线协议25-27
• 3.6 数控系统主板说明27
• 3.7 本章小结27-28
• 第四章 齿轮机床数控系统的软件设计28-44
• 4.1 引言28
• 4.2 数控系统软件总体结构28
• 4.3 数控系统操作系统介绍28-29
• 4.4 操作系统初始化子程序设计29-30
• 4.4.1 EBOOT设计29
• 4.4.2 启动程序BootLoader介绍29-30
• 4.4.3 操作系统初始化程序设计30
• 4.5 数控系统主机软件架构30-36
• 4.6 输入处理子程序设计36-40
• 4.6.1 处理显示程序设计36
• 4.6.2 处理用户参数子程序设计36-37
• 4.6.3 处理命令输入设计37-40
• 4.7 控制处理下位机子程序设计40-42
• 4.7.1 下位机软件开发工具介绍40
• 4.7.2 下位机处理程序设计40-42
• 4.8 外部I/0 接口管理子程序设计42-43
• 4.9 本章小结43-44
• 第五章 齿轮机床数控系统的试验44-57
• 5.1 引言44
• 5.2 齿轮机床数控系统硬件实现44-45
• 5.3 齿轮机床数控系统软件实现45-49
• 5.3.1 位置功能模块的实现45-46
• 5.3.2 程序功能模块的实现46-47
• 5.3.3 系统功能模块的实现47
• 5.3.4 信息功能模块的实现47-48
• 5.3.5 设置功能模块的实现48-49
• 5.3.6 图形功能模块的实现49
• 5.4 整机试验49-53
• 5.5 齿轮测量结果53-56
• 5.6 齿轮测量结果对比56
• 5.7 本章小结56-57
• 总结与展望57-58
• 参考文献58-61
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果61-62
• 致谢62-63
• 附件63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 李先广;当代先进制齿及制齿机床技术的发展趋势[J];制造技术与机床;2003年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 张魁榜;数控蜗杆砂轮磨齿机误差建模与控制技术研究[D];合肥工业大学;2014年

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本文编号：925553