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数控机床作为装备制造业的工作母机,发展装备制造业的前提就是发展数控机床,数控机床的发展也反映了一个国家的装备制造业的发展情况。数控系统的人机接口作为数控系统中一个重要组成部分,在数控系统中承担着数控机床的加工程序数据输入、机床控制、数控系统状态显示、机床参数设置等功能。为满足功能需求,传统的人机接口采用并行通信的方式与其他设备进行通信,这种方式造成了通信线路庞大,系统复杂度高等问题。 论文在学习国内外数控系统的基础上,采用CANopen通信作为人机接口的通信模块,一方面减少了进行系统通信时的连线数量;另一方面,采用标准通信协议CANopen,提高了产品的互换性和通用性。论文所设计的人机接口在功能上包含了FANUC数控系统中的显示功能、系统操作面板、机床操作面板、手摇脉冲发生器和附加的输入/输出接口等。 论文的主要研究工作如下: 首先介绍了CAN总线和CANopen协议,包括从硬件实现和软件实现方式。 之后对人机接口进行了需求分析,确定人机接口ARM+Linux+MiniGUI+CANopen的总体设计方案,并针对设计方案,对人机接口进行了硬件平台设计,介绍了键盘模块、手轮模块以及CAN总线模块的硬件设计方案。 针对人机接口的功能需求,搭建了人机接口的软件开发环境,并设计了人机接口的应用软件,主要包括:输入数据采集程序设计、加工代码解析程序设计、刀具补偿程序设计、操作界面设计以及CANopen通信的实现。 最后对设计的人机接口进行了通信测试,通过通信测试检测了各应用程序的运行情况。