毕业论文等离子切割机的数控系统设计论文.docVIP

1 前言 1.1 概述 等离子数控切割机数的核心就是其数控系统，控系统是一个非常典型、复杂的实时控制系统，它能快速处理和响应信息。实时控制系统包括两大部分：受控系统和控制系统。受控系统是由硬件设备组成，如电机及其驱动；控制系统由软件及其支持硬件组成，它们共同完成数控系统的基本功能。 数控系统中的人机交互图形化用户界面（Graphical User Interface , GUI）是研究人、计算机和彼此之间相互影响的技术，最终目的在于使所设计的计算机系统能帮助人们安全、高效地完成任务。人机交互通过图形用户界面显现出来。 目前，主要的GUI设计软件主要有：Microwindows、MiniGUI、GTKFB、QT/E等。 （1） Microwindows Open Source Project成立的宗旨在于针对体积小的装置，建立一套先进的视窗环境，在linux桌面上通过交叉编译可以很容易的制作出micro-windows的程序[1]。 然而，Microwindows的免费版本进展的一直很慢，几乎处于停顿状态，而且至今为止，国内没有任何一家公司对Microwindows提供全面的技术支持、服务和担保。 （2） MiniGUI 是我国做的比较好的自由软件之一，它是在linux控制台上运行的多窗口图形操作系统，可以在以linux为基础的应用平台上提供一个简单可行MiniGUI支持系统[1]。 （3） GTKFB其宗旨就是要为嵌入式系统推出一套基于GTK+的GUI解决方案[1]。GTKFB的最大优点就是它可以使用强大的GTK+库，基于GTK+库的软件极大丰富，适用于PDA等嵌入式设备[1]。 但GTKFB的最大缺点是它只能运行在单处理器系统上，这意味着它无法使用其他处理器来分离、保护系统的不同部分，也难以使用GTKFB来设置大型的系统[1]。 （4） QT/E Qt是Trolltech公司的标志性产品，是一个跨平台的C++图形用户界面（GUI）工具包[1]。Qt/Embedded(简称QtE)是一个专门为嵌入式系统设计图形用户界面的工具包[1]。嵌入式系统地要求是小而快速，而QtE就能帮助开发者为满足这些要求开发强壮地应用程序,QtE是模块化和可裁剪地,开发者可以选取他所需要的一些特性，而裁剪掉所不需要的[1]。这样，通过选择所需要的特性，QtE的映像变得很小，最小只有600K左右。 QtE可以应用在所有主流平台和CPU上。支持所有主流的嵌入式Linux，对于在Linux上的QtE的基本要求只不过是Frame Buffer设备和一个C++编译器。Qt/Embedded延续了Qt在X上的强大功能，在底层摒弃了X lib，仅采用framebuffer作为底层图形接口。同时，将外部输入设备抽象为keyboard和mouse输入事件，底层接口支持键盘、GPM鼠标、触摸屏以及用户自定义的设备等[1]。Qt/Embedded类库完全采用C++封装[1]。丰富的控件资源和较好的可移植性是Qt/Embedded最为优秀的一方面。 数控系统是数字控制系统简称，英文名称为Numerical Control System，早期是由硬件电路构成的称为硬件数控（Hard NC），19世纪70年代以后，硬件电路元件逐步由专用的计算机代替称为计算机数控系统[2]。计算机数控（Computerized numerical control,简称CNC）系统是用计算机控制加工功能，实现数值控制的系统[2]。 我国作为一个制造业大国，对于制造设备的需求量很大。作为制造业的核心，国产数控虽然有了很大的发展，但仍然无法追赶上世界发展的脚步。 等离子数控切割机是当今先进制造技术的一个重要组成部分，主要用于平面切割非规则图形，理论上只要用AUTOCAD能画出来的图形就能切割。本文设计了一个针对等离子切割机数控系统的图形用户交互界面的软件。并主要介绍了硬件环境的搭建、软件环境的搭建和基于QT/E的编程。论文共分五章，其结构如下： 第一章：前言。简单介绍了几种开发GUI的工具及国内外现状 第二章：硬件开发平台的搭建。主要介绍了为了搭建ARM平台的linux嵌入系统，而作的硬件准备，如s3c2410开发面板、MCX312控制芯片等。 第三章: 软件开发平台的搭建。主要介绍了为了开发用户图形交互界面而作的软件准备，介绍了linux内核的移植，QT编译环境的搭建及环境变量的设置 第四章：基于QT/Embedded的GUI设计与移植。 详细介绍了基于QT/Embedded的GUI的开发步骤，并介绍了交叉编译及程序向目标板上的移植。 第五章: 结论。总结本文工作，并提出来待解决的问题 本次设计采用ARM+MCX312的硬件框架，ARM系列的微处理器由于其高性能、廉价、耗能低和相关技术及软件的支持