基于ARM的剪切生产线数控系统

进行必要的修改;

(3)准备交叉编译环境。交叉编译环境工具链一般包括Binutils工具，ARM－GCC，GLIBC等;

(4)交叉编译Bootloader，生成映像文件并下载;

(5)增加GPIO等外设驱动;

(6)交叉编译Linux内核，生成内核映像文件，并下载内核映像文件。

3.2 驱动程序及通讯程序开发

根据实际需要，以ARM9为核心，研制系统主板，并针对实际需求进行硬件驱动程序开发。其中GPIO驱动程序既包括对按键、LED显示的支持，也包括对继电器控制等I/O的支持。在编译内核时，选择在需要时动态插入内核，增加灵活性。针对跨平台通讯，编制代码转换程序，并对Linux操作系统环境进行配置，完成上位机GB2312编码与下位机AMR9—LinuxQTEUNICODE编码间代码格式转换;系统软件支持10英寸DSTNLCD及TFT真彩LCD，采用嵌入式图形系统之Qt/EmbeddedC++进行程序开发，以便于跨平台移植、方便数据库连接和开发过程，并增加了产品的可靠性。

3.3 剪切控制程序

3.3.1 系统控制要求

(1)运行方式。生产线各主要设备具有手动/自动两种工作方式。当采用自动工作方式时，系统将按预先设定的工艺流程不间断地循环工作。而手动工作方式是在设备单动、调试和检修阶段使用。

(2)实时显示。系统中各个工序的运行情况、报警信息、送料长度、质量和加工工件数量等信息都要求在屏幕上显示。

(3)故障检测。系统能够自动检测各个工序的运行是否正常，如果出现异常，在屏幕上显示错误信息，同时生产线停止运行。故障解除后按启动按钮生产线继续运行。

(4)紧急停止。当出现紧急情况时，一按下急停按钮，所有正在运行的设备全部停止。

(5)安全保护。在程序设计过程中，对关键环节设置多重防护，避免人身及设备事故的发生。系统上电后将自动启动。

3.3.2 基本操作

初次运行，将控制台的联机－脱机状态切换至脱机状态，手动按控制台上的定尺+/定尺－，控制挡料器运动到原点。通过系统校零，并输入棒料直径、重量补偿、比重、挡料原点等值后，系统将自动计算出需要剪切的长度值并显示出来。当按下“自动补偿”，系统将调整挡料器位置，当“计算长度”与“实际长度”一致时，发出“同步信号”，同步输出灯变绿，机床可进行剪切动作了。此外，系统还可通过“重量补偿”，使棒料剪切更加精确。系统控制开始为正转高速工作状态，当快接近目标时改为“低速正转”工作状态;系统在工作时，实时监控挡料器的位置，每当挡料器发生串动后，数控机自动进行调整，并设有“急停”按键，停止机床的工作;系统能够自动滤掉错误操作。

3.4 嵌入式数据库

嵌入式数据库采用关系型数据库的三级模式，支持标准SQL，支持数据查询、插入、更新、删除多种标准的SQL语句，充分满足嵌入式应用开发的需求;具有事务处理功能，自动维护事务的完整性、原子性等特性;支持多种通讯协议，备份和恢复，错误日志等;具有高的灵活性、可扩展性及稳定性;同时为嵌入式应用的开发提供了灵活的应用编程接口:C语言例行程序接口，内存需求低，且具有较高的执行效率。目前很多嵌入式设备是依靠数据为中心的，如果只有文件系统，在并发、共享、结构化存取上无结构，全依赖操作系统和文件系统，是远远不够的。因此，采用嵌入式数据库，完成工业控制数据的采集、存储，及指令存储与下达，实现控制机方便快捷移动、大数据量存储、当前和历史数据查询。通过采集数控网络系统的数据，完成机床加工程序的实时还原，根据反馈信息制定新的解决方案，为质量管理的分析提供原始依据。实现了管理信息与控制信息融合。通过JNI的方式调用C/C++编写的数据库驱动—动态连接库(DLL)进行数据操作，解决嵌入式数据库不提供Java的JDBC数据访问接口问题。

4 结论

文中采用了高性价比的嵌入式处理器ARM9，替换了老式工业控制微机，进行了Linux操作系统裁剪移植、自主开发硬件控制驱动程序，采用TCP/IP协议，美观优雅的QT用户图形界面以及符合国际标准SQL的嵌入式数据库。应用了该数控技术的剪切系统，具有较强的高速数据采集和多种直接I/O节点控制能力，可以实现任意设定加工参数，既具备PC数控机床的信息处理、存储、网络传输能力，又满足了精度高、体积小、功耗低的现代工控理念，是对现有的数控技术的一次技术革新。