【摘 要】
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数控系统高速度、高精度的要求决定其具备高同步、高实时性和高可靠性的性能。随着计算机、微处理器等技术的不断进步,数控系统的处理器等硬件技术基本可以满足其应用需求,因
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数控系统高速度、高精度的要求决定其具备高同步、高实时性和高可靠性的性能。随着计算机、微处理器等技术的不断进步,数控系统的处理器等硬件技术基本可以满足其应用需求,因此,从业者将目光锁定在提升数控系统通信性能上。本文采用EtherCAT实时以太网技术和双核操作系统Linux+Heros的解决方案。EtherCAT工业实时以太网以其高实时性、高可靠性、高敏捷性和同步性,在数控系统中备受青睐,并显现出较多的优势。双内核操作系统可使数控系统的非实时性任务和实时性任务由不同的处理器处理,从而提高数控系统的实时性和同步性。本文的主要研究内容如下:根据数控系统对内部通信网络的技术需求,设计实现EtherCAT主/从站通信控制器,主要包括主/从站的体系架构、软硬件等关键技术和实现细节。为更好实现通信系统的实时性,论文在设计EtherCAT主站控制器时采用Linux+heros的双内核结构。论文设计实现控制器的算法模块,并且在算法模块实现的CANOpen协议将控制命令与从站的对象字典一一映射。重点研究了样条插补算法,实现了三次B样条非均匀插补算法。利用北京和利时公司开发的上位机软件Autothink组态多种测试工程,验证EtherCAT主/从站通信控制器的正确性、实时性、可靠性等。设计实验,验证插补算法下数控系统的实时性、一致性及误差率等性能。
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