流水線技術論文

　　流水線指每一個生產單位只專注處理某一個片段的工作，以提高工作效率及產量;下面是小編精心推薦的一些流水線技術論文，希望你能有所感觸!

　　流水線技術論文篇一

　　基于數控流水線技術的開放式數控系統(tǒng)

　　【摘 要】傳統(tǒng)的開放式數控系統(tǒng)需要依賴特定的軟硬件平臺，使開放式數控系統(tǒng)的推廣應用存在較大的局限性。為了便于開放式數控系統(tǒng)得到普及應用，基于數控流水線技術應運而生。數控流水線技術包括了數據主控流水線線程、數控微代碼實時執(zhí)行單元以及驅動程序，數控流水線技術實現了開放的微代碼借口與數控指令的規(guī)范化，使數控模塊能夠相互的替換，也能夠針對不同的需求重新構建數控流水線。

　　【關鍵詞】數控流水線技術;開放式;數控系統(tǒng);數控微代碼

　　0.前言

　　開放式數控系統(tǒng)一般是基于計算機操作系統(tǒng)相關軟硬件平臺，利用自動化技術實現。目前，依靠完善的計算機操作系統(tǒng)及其相關軟硬件平臺，使人機交互、網絡通信、存儲管理等一系列功能得到了很好的應用，但卻無法實現開放式數控系統(tǒng)較強的實時功能目標，主要由于計算機操作系統(tǒng)的整體運算性能無法達到該標準，使開放式數控系統(tǒng)的應用存在一定的問題。雖然利用高性能的CPU處理芯片可以滿足數控系統(tǒng)較強的實時功能目標，但是成本的投入與產出效益比值明顯不合理，推廣應用的可行性不高。因此，利用數控流水線技術，以較小的成本投入獲得開放式數控系統(tǒng)較大的產出，對開放式數控系統(tǒng)的發(fā)展有著重要意義。

　　1.數控流水線技術

　　1.1數控系統(tǒng)的功能

　　數控系統(tǒng)根據功能的強弱，可以分為強實時類功能，包含了5個模塊，將其由高到低排列為指令譯碼、速度規(guī)劃、插補、專用I/O控制、電機控制;弱實時類功能包括了6個模塊，即通用I/O模塊、狀態(tài)顯示、軌跡仿真、程序編輯、參數管理、鍵盤輸入。

　　強實時類功能屬于數控系統(tǒng)的核心部分，直接關系到數控機床的加工過程，需要較強的實時性，如果出現了任何的延遲就會導致加工出錯，影響產品的質量。弱實時功能基本不要求數控系統(tǒng)較強的實時性，目前的計算機操作系統(tǒng)均可滿足，主要涉及人機交互、通用I/O控制以及存儲管理等領域，即便執(zhí)行存在一定的延遲，也不會影響數控機床的加工過程。

　　1.2數控流水線的結構

　　數控流水線一般分為三個環(huán)節(jié)，即數控主控流水線線程、數控微代碼執(zhí)行單元、控制驅動層。

　　1.2.1數據主控流水線線程

　　數據主控流水線線程是計算機數字控制(Computer Numerical Control)軟件上的獨立線程，需要在數控操作系統(tǒng)內的計算機操作系統(tǒng)上運行。數據主控流水線線程將指令譯碼與插補功能進行結合，形成一個獨立的線程，利用計算機平臺高速、準確的運算性能，避免了任務的經常性切換影響系統(tǒng)整體運行效率，使數控系統(tǒng)工作性能得到顯著的提升。

　　1.2.2數控微代碼實時執(zhí)行單元

　　數控微代碼(NC Micro-Code，NCM)是數控微代碼實時執(zhí)行單元(NC Micro-Code Processor，NCMP)的基本單位，主要工作方向在于代碼的執(zhí)行、強實時信號輸入的本地處理以及電氣信號接口。誰然數控微代碼實時執(zhí)行單元在數控流水線中的計算極為簡便，但是其調用頻率極高，系統(tǒng)的實時性也非常強，對數控流水線技術應用于開放式數控系統(tǒng)有著重要的影響。

　　1.2.3控制驅動層

　　控制驅動層中僅僅使用一組模塊即程序驅動模塊，程序驅動模塊屬于數控系統(tǒng)的核心，相應的權限也非常高，可以直接訪問計算機操作系統(tǒng)硬件平臺。控制驅動層的功能主要是降低系統(tǒng)間移植的工作負荷，僅僅提供數控微代碼緩沖區(qū)的定位等功能以及數控微代碼執(zhí)行單元與上位機的通信功能。

　　1.3基于數控流水線的開放式數控系統(tǒng)結構

　　基于數控流水線的開放式數控系統(tǒng)屬于單操作系統(tǒng)單進程的工作模式，包括了數控流水線線程以及管理線程。管理線程的作用是監(jiān)控并管理整個加工的過程，保證加工過程的質量，同時還會配置流水線線程與驅動程序模塊的數據達到控制的目的，然后會將流水線實時的信息反饋給計算機操作系統(tǒng)，接著由操作人員通過輸入指令達到控制整個數控系統(tǒng)運行的效果。當數據主控流水線線程完成整個加工流程之后，會生成相應的狀態(tài)信息反饋給計算機操作系統(tǒng)，轉換為直觀的數據信息由操作人員處理。

　　2.基于數控流水線的單元技術

　　數控流水線技術下的開放式數控系統(tǒng)的主要優(yōu)勢就是跳出原有的計算機操作系統(tǒng)軟硬件平臺，下面就著重探討數控流水線的單元技術——跨平臺開放特征的體現。

　　2.1數控規(guī)范指令接口與數控微代碼接口

　　2.1.1數控規(guī)范指令接口

　　數控規(guī)范指令接口主要工作對象為指令譯碼模塊，其功能在于提供標準的程序接口便于操作人員編程操作。數據規(guī)范指令接口具備較強的通用性以及簡潔性，與規(guī)范加工函數相比，更為測重于描述數控流水線的加工動作，刪減了不必要的計量單位、偏置等環(huán)節(jié)。

　　2.1.2數控微代碼接口

　　數控微代碼接口能夠加強對機床的實時控制，格式較為簡單緊湊。數控微代碼可以得到基本執(zhí)行動作的結果，卻沒有規(guī)范的實施策略，便于不同的用戶根據自身需求制定不同的執(zhí)行策略。

　　2.2操作系統(tǒng)支持多線程編程

　　一般來說，數據主控流水線線程需要盡量避免與操作系統(tǒng)有較多的關聯，才能便于數據主控流水線線程能夠在不同的操作系統(tǒng)間移植，對于數據主控流水線線程的推廣有著重要意義。針對這一問題，數據主控流水線線程一般都采用普通接口，擴大了系統(tǒng)的開放程度，使系統(tǒng)能夠支持不同的嵌入式操作系統(tǒng)。就目前情況來看，UNIX、LUNUX已經完全接受數據主控流水線線程，WINDOWS操作系統(tǒng)可以采用開源軟件OPEN SOURCE POSIX THREADS FOR WIN 32接受。

　　3.結束語

　　數控流水線技術包括了數據主控流水線線程、數控微代碼實時執(zhí)行單元以及驅動程序，數控流水線技術實現了開放的微代碼借口與數控指令的規(guī)范化，使數控模塊能夠相互的替換，也能夠針對不同的需求重新構建數控流水線，對開放式數控系統(tǒng)的推廣應用有著積極的促進作用。 [科]

　　【參考文獻】

　　[1]董靖川，王太勇，徐躍.基于數控流水線技術的開放式數控系統(tǒng)[J].計算機集成制造系統(tǒng)，2009(06).

　　[2]吳曉英.基于數控流水線技術的開放式數控系統(tǒng)構建[J].產業(yè)與科技論壇，2011(05).

　　[3]李英，陳傳凱，蘇貞志.基于Lab VIEW與PLC的開放式數控系統(tǒng)串口無線通訊的研究[J].組合機床與自動化機工技術，2012(07).

　　[4]潘策，姜凌羽.基于LINUX+RTLINUX平臺的開放式數控系統(tǒng)的設計[J].組合機床與自動化加工技術，2012(10).

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