基于Linux和Qt的數(shù)控系統(tǒng)關鍵技術研究及應用.pdf

1、數(shù)控機床是一種高科技的機電一體化產品，是由數(shù)控裝置、伺服驅動裝置、機床主體和其他輔助裝置構成的可編程的通用加工設備，它被廣泛應用在加工制造業(yè)的各個領域。數(shù)控機床的人機界面設計直接影響其工作效率和操作舒適性。 人機交互是研究人和計算機以及它們二者之間相互影響的領域。 隨著計算機本身的處理速度和存儲容量的飛速提高，人們對人機界面這個計算機與用于之間的對話接口的需要日漸提高。人機界面從過去人去適應計算機，而今已經(jīng)發(fā)展成為計算機

2、不斷地適應人的習慣、要求和以“用戶”為中心的新階段。 在嵌入式領域，ARM系列微處理器在高性能和低功耗方面提供了最佳的性能。嵌入式Linux 操作系統(tǒng)適應于多種CPU和多種硬件平臺，是一個跨平臺的系統(tǒng)，性能穩(wěn)定，裁剪性很好，開發(fā)和使用都很容易。 因此，本文利用高性能ARM 處理器、開源嵌入式操作系統(tǒng)Linux、開源圖形界面軟件庫Qt，從人機界面設計的理念及研究方向入手,充分考慮人的因素,對數(shù)控機床中人機交互的設計進行了初

3、步探究。 主要研究內容及取得的成果如下： 1）開發(fā)了一個針對數(shù)控機床基本功能編程的編譯軟件，實現(xiàn)了對數(shù)控系統(tǒng)源程序的編譯與一般的PC機編程有很大差別，數(shù)控系統(tǒng)中使用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令進行編程，這種指令具有很大的通用性，編寫的程序具有特殊性與針對性，其無法使用PC 環(huán)境下的編譯器進行編譯。通過研究編譯系統(tǒng)、分析數(shù)控系統(tǒng)中指令的結構及特點，使用LEX和YACC 工具，開發(fā)了一個針對數(shù)控機床中基本功能的編程進行編譯

4、的軟件。此編譯軟件實現(xiàn)了對NC的詞法分析、語法分析及錯誤處理，其小型化、針對性適應了嵌入式系統(tǒng)的特點，為滿足不同系統(tǒng)的要求，可對其進行適當修改，方便二次開發(fā)。 2）設計了一款實用的圖形用戶界面，實現(xiàn)了人機交互在應用軟件方面，人機交互界面已成為其主要部分之一，并成為衡量應用軟件功能強弱的一個重要指標。作為人機通信的途徑，數(shù)控系統(tǒng)中的人機交互界面有其自身特點，如程序的輸入、各種參數(shù)的設置、功能選擇、刀具的選用、警告及信息的顯示等都必

5、須精確、實時。針對這種產品，選用移植性強的Qt軟件設計圖形用戶界面，所設計的GUI 實用、簡潔，實現(xiàn)了人機交互，可通過鍵盤或面板對程序進行輸入、程序可以保存、修改并且編譯，信息和臨時信息及時輸出，顯示給用戶。通過GUI 達到了整合系統(tǒng)的目的。 3）實現(xiàn)了嵌入式Linux 操作系統(tǒng)下對輸入、輸出模塊及控制部分的設備驅動數(shù)控系統(tǒng)的硬件部分，輸入和輸出模塊有點繁瑣，它的輸入值比較多且雜，控制部分也有點難度。在研究Linux 設備驅動的

6、基礎上，基于數(shù)控機床的控制要求，輸入模塊使用了智能控制芯片擴展鍵盤也可以通過觸摸屏進行輸入，實現(xiàn)了芯片和觸摸屏的設備驅動；輸出模塊實現(xiàn)了LCD的設備驅動；控制部分使用了2 軸控制芯片進行硬件設計，并實現(xiàn)了此芯片的設備驅動。 具體來說，完成了以下工作： ●實現(xiàn)了智能控制芯片HD7279的設備驅動，并進行了移植； ●實現(xiàn)了LCD 設備驅動的移植； ●實現(xiàn)了觸摸屏設備驅動的移植，觸摸屏的校準； ●實