非标数字装备通用控制器用户编程语言研究

摘要

随着数控技术及装备工业自动化水平不断提高，嵌入式系统被广泛应用到工业自动化控制的各个领域。但由于非标数字装备操作机构形式的多样性，使得通用的操作机运动学分析与编程方法变得十分复杂。为了使控制系统具有真正的通用性，从而减少重复工作、提高产品开发效率，本文非标数字装备通用控制器采用PC+运动控制卡的形式，实现了具有通用性特点的开放式数控系统。
　　 本文对现有数字装备语言进行了分类研究，设计了用于非标数字装备的用户编程语言和编译系统。用户语言具体指令的设计是以机器人语言指令和数控编程语言指令为基础，并结合了非标设备自身特点。控制器程序编译系统软件采用模块化思想设计，主要包括代码解释模块、人机界面窗口模块、运动学参数库调用模块、系统初始化自检模块、运动控制卡接口模块、内置PLC接口模块。编译系统在上位机提供给用户的是一个功能全面的人机交互界面。人机界面是操作者与数字装备进行通信的主要方式，可以实现程序的编写、译码、调试、运行、设备的初始化、状态监测等多种操作。
　　 为了适应工业现场的复杂工作环境，设计了方便操作者输入程序的手持编程器，并对编程器的硬件电路设计和软件设计进行了详细的介绍。硬件设计主要进行了芯片的选型和驱动电路设计，软件开发上采用模块化思想，把编程器的软件分成多个模块进行介绍。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 数字装备现状

1.2 国内外数字装备控制器发展

1.3 数字装备用户语言发展现状

1.3.1 工业机器人

1.3.2 数控系统

1.4 本文研究的主要内容

第二章 控制器硬件设计

2.1 控制系统总体方案

2.2 上位机CPU板卡

2.3 运动控制卡

2.4 内置PLC设计

2.4.1 内置PLC设计的主要特点

2.4.2 内置PLC主要功能

第三章 通用控制器用户编程语言设计

3.1 机器人编程

3.1.1 机器人语言概述

3.1.2 机器人语言研究

3.2 数控语言

3.2.1 数控加工程序格式

3.2.2 数控加工程序的常用功能指令

3.3 非标设备用户编程语言设计

3.3.1 语言设计原则

3.3.2 语言具体指令

第四章 编译系统实现

4.1 编译系统总体方案设计

4.2 程序解释模块

4.2.1 语法词法分析

4.2.2 语义分析

4.2.3 参数存储

4.3 人机界面

4.4 运动学分析和通讯模块的实现

4.4.1 运动学参数动态链接库

4.4.2 上位机和运动控制卡通信模块

第五章 手持编程器总体方案与硬件设计

5.1 手持编程器方案设计

5.2 编程器硬件组成

5.2.1 CPU选择

5.2.2 显示设备

5.2.3 其它电路设计

第六章 编程器软件实现

6.1 初始化、外部中断处理、通讯模块

6.2 正文编辑模块

6.2.1 编辑模块功能介绍

6.2.2 编辑模块软件实现

6.3 文件管理功能模块

6.4 键盘处理模块

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢