基于嵌入式的数控技术研究与实现

　　2.2 软件系统

　　2.2.1 数控操作与管理模块

　　数控操作与管理模块软件系统主要包括嵌入式软件运行环境和数控操作与管理应用系统。嵌入式软件运行环境包括嵌入式操作系统、嵌入式TcP／IP协议栈和嵌入式文件系统。数控操作与管理应用软件系统主要实现加工代码文件管理、加工代码编辑和编译、加工状态显示、人机交互(外扩键盘、LCD显示控制)、操作处理(如点动加工、步进加工、连续加工、加工启停与回零等)、与插补器／运动控制器和嵌入式PLC间的模块通信、故障诊断、数控专用客户端通信、嵌入式Web服务等功能，其软件架构如图5所示。

图7插补／运动控制主要模块及其相互关系

　　插补／运动控制模块的软件架构如图6所示，图7为其主要功能模块的相互关系。其中，进给控制模块首先完成进给量到相应位置控制量(如PWM脉冲宽度)的转换，然后，通过PWM及通用I／O接口控制，产生最多四路独立的进给脉冲和进给方向控制信号输出到伺服控制系统(或者通过高速现场总线(如CAN总线)将迸给量发给伺服控制系统)。PWM控制模块根据进给控制模块给定的参数，完成各运动轴PWM脉冲发生器的设定和控制，产生预期的PWM脉冲控制各加工轴的运动。逻辑控制模块通过485总线，将lYO逻辑控制命令(M、S、T代码)传送到PLC模块。

　　2.2.3 数控远程控制专用客户端

　　数控远程控制专用客户端分为通信模块和人机交互模块两部分。通信模块用TCP／IP协议与数控操作与管理模块传输数据信息；人机交互模块包括G代码操作、机床控制、机床状态处理、设定与登录管理及加工工件的三维显示等功能。

　　2.2.4 基于嵌入式Web的远程控制

　　相对于专用客户端软件，采用Web浏览器作为远程控制与监测客户端具有简单、方便、标准化、扩展性好等优点。要在嵌入式环境下支持Web功能，需在嵌入式系统环境实现Web Server功能。本系统根据数控远程控制的需求，进行嵌入式Web Server的自主开发。嵌入式Web位于数控操作与管理模块内，它包括嵌入式Web服务器和数控Web应用服务两部分，如图8所示。嵌入式Web服务器提供了基本的Web服务功能，即HTTP请求与响应；数控Web应用服务负责接收、预处理用户通过浏览器提交的操作、监控请求，并将有关请求交嵌入式数控系统完成，并将结果返回到浏览器。

图8嵌入式Web的基本工作原理 

3 结束语

　　基于嵌入式技术的数控系统体系架构不同于目前常用的基于工业Pc的数控系统体系架构，它是一种充分利用了嵌入式技术和工业通信技术最新发展的数控技术架构，基于该数控架构的数控技术具有系统紧凑、资源利用充分、性价比高、易扩展、系统可裁减，功能易定制、开放结构、易于互联互操作、即插即用、功能灵活等诸多优点，是对现有数控技术的一种创新。此外，将嵌入式Web技术用于数控技术，符合网络化数字制造对远程控制与监测的需要。