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基于ARM的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的研究


摘要：
現(xiàn)在對(duì)于研究開(kāi)放式的數(shù)控系統(tǒng)正日益引人注目。其中許多都開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)都是基于PC機(jī)和工業(yè)計(jì)算機(jī)的。幾乎都不牽涉到嵌入式數(shù)控系統(tǒng)，然而期望的實(shí)時(shí)性與可靠響應(yīng)得不到實(shí)現(xiàn)。本文將介紹一種基于ARM的新型可編程多軸控制器的數(shù)控系統(tǒng)（PMAC）。嵌入式數(shù)控系統(tǒng)是能替代傳統(tǒng)工業(yè)計(jì)算機(jī)的，而且它是高性能低成本的。嵌入式數(shù)控系統(tǒng)以ARM處理器作為主控制單元，同時(shí)以多軸運(yùn)動(dòng)控制卡作為從控器，采用基于TCP／IP協(xié)議棧芯片W3100A的網(wǎng)絡(luò)化接口以及μc Linux 操作系統(tǒng)。此操作系統(tǒng)可以很好的實(shí)現(xiàn)多任務(wù)處理，適合運(yùn)動(dòng)控制實(shí)時(shí)性和可靠性。嵌入式數(shù)控系統(tǒng)有待成為一種重要的開(kāi)放式 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）結(jié)構(gòu)。

1 引言
　　　目前國(guó)外的加工行業(yè)正在像中國(guó)轉(zhuǎn)移，并且加工的特點(diǎn)也從過(guò)去的大批量低精度轉(zhuǎn)變?yōu)榱爽F(xiàn)在的小批量高精度生產(chǎn)。因此對(duì)加工設(shè)備提出了高柔性化，高精度的要求。為了滿足這一點(diǎn)，越來(lái)越多的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)了。
對(duì)于開(kāi)放式數(shù)控設(shè)備的研究現(xiàn)在集中在三個(gè)領(lǐng)域： 第一是插補(bǔ)算法，刀具補(bǔ)償和同步控制，許多學(xué)者都已創(chuàng)建了系列各種切削加工算法庫(kù)，為減小加工誤差做出了巨大努力；【1-3】第二就是數(shù)控系統(tǒng)的構(gòu)架，目前，這些研究主要焦點(diǎn)在于如何實(shí)現(xiàn)基于PC機(jī)或者工業(yè)計(jì)算機(jī)的兩級(jí)控制【4】。它的優(yōu)點(diǎn)就是熟悉的開(kāi)發(fā)環(huán)境以及快速開(kāi)發(fā)，它的缺點(diǎn)就是成本高，數(shù)據(jù)冗余，實(shí)時(shí)性差；第三就是基于