linuxcnc 多轴联动_基于RTLinux的多轴联动电火花加工数控系统

基于ＲＴ—Ｌｉｎｕｘ的多轴联动电火花加工数控系统

黄海鹏，迟关心，王振龙，郑君民

(哈尔滨工业大学机电工程学院，哈尔滨１５０００１)

摘要：基于ＲＴ—Ｌｉｎｕｘ平台开发一种新型的多轴联动电火花加Ｔ数控系统(ＥＤＭＣＮＣ)。系统采用双核结构来分开独直处理实时与非实时任务。整个系统分为三个部分：内核模块、驱动模块和用户模块。内核模块实现整个软件系统的控制功能和外部数控设备的运动控制功能；驱动模块驱动外部设备进行运动；用户模块为用户操作并管理外部设备提供交互界面。通过带冠整体式涡轮盘的加Ｔ实验验证，该系统实时性强、稳定并可靠。

关键词：多轴；电火花；数控系统；ＲＴ．Ｌｉｎｕｘ

中图分类号：ＴＧ６５９文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－－３１３３(２００９)０２－－００３２－－－０４

ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａＣＮＣｓｙｓｔｅｍｆｏｒｍｕｌｔｉ．ａｘｉｓＥＤＭｂａｓｅｄｏｎＲＴ．ＬｉｎｕｘＨＵＡＮＧＨａｉ—ｐｅｎｇ，ＣＨＩＧｕａｎ－ｘｉｎ，ＷＡＮＧＺｈｅｎ—ｌｏｎｇ，ＺＨＥＮＧＪｕｎ—ｍｉｎ

(Ｄｅｐｔ．ｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｅｒｂｉｎ１５０００１，ＣＨＮ)

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｅｓｅｎｔｓａｎｅｗｋｉｎｄｏｆｍｕｌｔｉ－ａｘｉｓＥｌｅｃｔｒｏ—ＤｉｓｃｈａｒｇｅＭａｃｈｉｎｉｎｇ(ＥＤＭ)ＣｏｍｐｕｔｅｒＮｕｍｅｆｉｅＭＣｏｎｔｒｏｌ(ＣＮＣ)ｓｙｓｔｅｍｗｈｉｃｈｉｓｂａｓｅｄｏｎＲＴ—Ｌｉｎｕｘｐｌａｔｆｏｒｍ．Ｄｕａｌ－ｋｅｒｎｅｌｓｔｒｎｅｔ珊ｅｏｆＥＤＭＣＮＣｓｙｓｔｅｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｒｅａｌｉｚｅｒｅａｌ—ｔｉｍｅｔａｓｋａｎｄｔｉｍｅ—ｓｈａｒｉｎｇｔａｓｋｓｅｐａｒａｔｅｌｙ．Ｔｈｅｗｈｏｌｅｓｙｓｔｅｍｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆｒｅａｌ－ｔｉｍｅｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｕｌｅ，ｄｒｉｖｅｍｏｄｕｌｅ，ＣＮＣｕｓｅｒｍｏｄｕｌｅ．Ｔｈｅｒｅａｌ—ｔｉｍｅｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｕｌｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔｓｒｅａｌ－ｔｉｍｅｃｏｎｔｒｏｌｔｏｔｈｅＥＤＭＣＮＣｍａｃｈｉｎｅ．ＤｒｉｖｅｍｏｄｕｌｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔｓｄｒｉｖｉｎｇｏｆＥＤＭｓｐｅｃｉａｌｈａｒｄ－ｗａｒｅｓ．ＣＮＣｕｓｅｒｍｏｄｕｌｅｉｓｔｉｂｅｒｍａｎａｇｅｐｒｏｃｅｄｕｒｅ．Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆｔｉｍｅｄｔｕｒｂｉｎｅｂｌｉｓｋｉｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｉｚｅｄｔｏｖａｌｉｄａｔｅｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍ—ａｎｔｅ

ｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｍｐｌｙｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｒｅａｌ－ｔｉｍｅ，ｓｔａｂｌｅａｎｄｒｅｌｉａｂｌｅ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｍｕｌｔｉ．Ａｘｉｓ；ＥＤＭ；ＣＮＣ：ＲＴ．Ｌｉｎｕｘ

伴随着电火花加工技术的发展，多轴联动电火花加工已经成为加工具有复杂几何结构或难加工材料零件的主要方法，并被广泛应用于军事、航空和航天等领域ｔｌＪ。多轴联动电火花加工数控系统的开发要遵循三个基本原则：实时性、稳定性和开放性。其中系统的实时性能是主要部分，因为实时性能比较差的系统会频繁地造成放电状态的不稳定，比如短路和拉弧，相应地会降低放电效率，影响加工质量，甚至于毁坏工件或电极。

电火花加工是一个非常耗时的过程，这就要求系统具有在长时间加工中保持稳定的能力。另外，系统的开放性可以使功能扩展变得简单，使其能够及时地满足新的技术要求旧Ｊ。

１基于ＲＴ－Ｌｉｎｕｘ的多轴联动电火花加工数控系统结构

１．１ＲＴ．Ｌｉｎｕｘ

Ｌｉｎｕｘ以其开放的源代码及健壮性和稳定性得到３２业界的认可，并在工业界得到越来越广泛的应用。Ｌｉｎｕｘ是自由软件，它的源代码是开放的，在Ｌｉｎｕｘ上开发数控系统是一个非常好的选择，这对于开发拥有自主版权的数控系统更具有现实意义。虽然Ｌｉｎｕｘ本身不是一个实时操作系统，它不能用于需要硬实时的工业控制领域，但是它开放源码的特点使得开发人员可以对Ｌｉｎｕｘ内核做实时性改造，在基于Ｌｉｎｕｘ的实时扩展中最著名的就是美国新墨西哥理工学院开发的Ｌｉｎｕｘ实时内核，即ＲＴ．Ｌｉｎｕｘｐｌｏ

作为Ｌｉｎｕｘ的实时性扩展，ＲＴ．Ｌｉｎｕｘ具有稳定和近乎完美的实时性能，已经被应用于许多对实时性能要求非常严格的场合ＨＪ。它支持多线程操作并具有硬实时性，中断频率几乎可以达到硬件极限。只要硬件功能允许，它可以满足任意时间精度。考虑到多任务的选择，它的一个任务循环可以达到１０Ｗｓ”１。Ｌｉｎｕｘ和ＲＴ—Ｌｉｎｕｘ的源代码完全开放，并且均支持多系统结构，具有很强的移植性。采用Ｌｉｎｕｘ和ＲＴ－Ｌｉｎｕｘ开发数控系统，耗资低、竞争性强ＨＪ。

万方数据