王琨琦 刘颖 陈世杰 林锦超

【摘 要】全软件数控系统是一种新型的数控机床控制系统。该方法充分利用PC机的资源，采用软件进行数控插补，灵活性更强，是数控系统的发展方向。在文中，采用软件插补代替传统的硬件插补，使得系统更具开放性;采用修改系统时钟端口的时钟初值改变时钟周期，作为插补的时钟周期，满足了插补的实时性要求;采用前后台的工作模式，将实时性任务与非实时性任务分开执行，以降低实时性任务的时钟周期，提高系统实时性。

【关键词】全软件数控系统;实时控制;系统时钟

0 背景

数控技术的问世已有40多年的历史，它由机械学、控制论、电子学、计算机科学四大基础学科发展起来的一门综合性的新型学科，是一门发展十分迅速的高新技术，对机电工业及国民经济的发展具有十分重要的作用[1]。

西安交通大学提出了一种前瞻式自适应速度优化算法[2]，避免了传统控制方法的频繁启停，提高了加工效率。南京航空航天大学采用可编程逻辑器件FPGA实现高速精插补器，充分发挥了FPGA速度快、设计灵活、集成度高、性能可靠、开发成本低等一系列优点[3]。西南交通大学运用硬件上的时钟电路和软件上的设备驱动程序实现了实时控制，并采用事件同步机制解决了中断问题[4]。中科大研究了基于PC和运动控制器的开放式数控系统，采用了粗插补和精插补两种插值算法，提高了数控系统的功能[5]。燕山大学在分析Windows实时性能的基础上，针对其弱实时性，引入了强实时扩展RTX[6]，可以在1ms的插补周期内完成数控系统的实时控制功能。……