关于我们 联系我们 网站地图 您好!欢迎访问沈阳天乙新数控机械有限公司!
全国咨询热线:024-8936-3215
您的位置:首页>>新闻中心>>行业动态

咨询热线

024-8936-3215

依托镶入型新式数控程序的研讨

作者:天乙数控机床时间:2021-12-08664次浏览

信息摘要:

基于不同操作系统的数控系统任务管理的特点过去,国内的数控系统大多建立在DOS操作系统平台和其他一些专用实时操作系统之上,在专用实时操作系统上开发数控系统比较方便,但价格昂贵,不适合我国数控技术的发展,也不利于数控系统的开放化。在DOS平台上开发数控系统比较经济,我国自己设计制造的数控机床主要还是依靠DO

基于不同操作系统的数控系统任务管理的特点过去,国内的数控系统大多建立在DOS操作系统平台和其他一些专用实时操作系统之上,在专用实时操作系统上开发数控系统比较方便,但价格昂贵,不适合我国数控技术的发展,也不利于数控系统的开放化。


  在DOS平台上开发数控系统比较经济,我国自己设计制造的数控机床主要还是依靠DOS系统,由于DOS系统存在640K系统内存的限制,大大的束缚了其实时开发能力。但其操作系统是单任务的,没有充分利用i386体系的硬件资源,它的内存只有640K可以利用,网络功能欠缺,缺乏保护机等,要在DOS上增加实时多任务模块比较麻烦。Windows是一个多任务操作系统,但它不是一个实时操作系统,因此不能直接用于数控系统的开发。近几年Linux发展很快,但Linux亦不是实时系统,应用在数控系统中需将其进行改造,一般需加入实时内核RTLinux,实现高优先级任务的抢占机制,以满足数控系统对硬实时性的要求,使其可以很好的应用在数控系统中。


  嵌入式Linux在数控系统中的应用本例将嵌入式Linux技术应用到滚轧机床中,开发基Linux平台的滚轧机数控系统,下面将本系统的开发和研究作一介绍。


  系统建模数控滚轧机是采用数控技术的机床,它采用计算机作为控制系统,其组成如所示。数控机床框图现代数控系统基本上是由上层软件、数据采集、程序解释、PLC管理、刀补处理、插补计算、位置控制等几部分构成。它的大体的数据流程如所示,首先,程序解释任务对程序加工G代码进行解释,归一化处理后放到刀补缓冲区,然后进行刀补处理,刀补处理后的数据存入插补缓冲区供插补任务处理,插补任务主要是在插补任务周期内完成各个轴的位置增量计算,*后是位置控制任务,它主要是发出运动指令控制各个轴的运动;PLC主要处理机床I/O,进行逻辑控制和机床辅助功能的控制、处理突发事件等。其中与实时相关的任务有数据采集、程序解释、PLC管理、刀补处理、插补计算、位置控制等,它们需要被周期性的调用,并且各个任务之间要考虑到同步问题。


  数控系统数据流程依据机床功能分析,我们利用嵌入式技术,结合滚轧机的特点,设计的嵌入式数控系统软件体系结构如所示。Linux中的进程运行在两种模式下:系统模式(核心态)和用户模式(用户态)。在实时Linux下,为了保证数控系统的实时任务能够及时响应,所有和实时相关的任务都必须放在核心态下,每个任务用一个独立的内核进程来执行,这包括:位置控制,插补运算,PLC管理和数据处理等。而非实时任务则放在用户态下,它们在任何时候都不会打断实时任务的运行,这包括:状态显示,人机界面,文件管理和参数设置。


  核心态和用户态下进程的通讯主要是依靠实时扩展部件RTAI提供的实时FIFO和共享内存来完成。


  系统实时性解决办法从Linux进程调度的3个策略:“非实时,实时先进先出,实时基于优先权轮转法”可以看出,Linux对于实时任务是有特殊处理的(“软实时”),虽然并没有满足“硬实时”要求,但是这种软实时可以满足一般嵌入式系统的要求。RT_Linux是能够提供实时功能的Linux操作系统,它是美国新墨西哥理工学院开发的。


  RT_Linux提供了运行特殊实时任务和中断句柄的能力,是一种硬实时系统。在X86机器上,RT_Linux执行中断句柄的延迟不超过15微秒,当调度一个经常性任务时,该任务将在35微秒内被执行,使它可以处理实时任务。具体讲,RT_Linux内核将普通操作系统当作它的一个低优先级任务,它可以在需要的时候抢占普通Linux任务,这是通过对中断控制来实现的,因此可以满足数控系统对实时性的需求。在CNC系统中,就要对各种任务根据实时性要求按优先级排队,RT_Linux和Linux相结合进行工作,按照实时性需求共同处理CNC系统中的任务。RT_Linux的内核负责实时任务。而一些非实时任务可交由Linux内核处理在两个内核之间可以通过多种途径进行通信,如FIFO,共享内存等方法,两个内核相互协调,共同完成加工任务。


返回列表 本文标签: