[发明专利]一种基于Windows的易伸缩数控系统

权利要求书

1.一种基于Windows的易伸缩数控系统，其特征在于，所述数控系统包 括应用程序层、中间层以及底层硬件层；

所述应用程序层实现整个数控系统的数据处理，包括负责数控系统任务调 度、定时器管理、消息处理机制和线程管理工作的控制内核模块，负责与操作 人员的信息交互工作的用户界面模块和界面处理基础库，负责系统逻辑控制功 能的软PLC模块，负责系统各种参数读入、保存和分配工作的参数解析模块， 负责将零件图形文件转化成数控系统可处理的加工数据的图形文件处理模块， 负责处理加工前的仿真功能的仿真图形处理模块，负责将加工代码转化成数控 系统可识别的数据格式的加工代码编译模块，负责轨迹控制点的密化和生成工 作的轨迹插补模块，所述控制内核模块协调数控系统各模块完成任务处理工 作；

所述中间层以驱动程序为核心，结合Windows操作系统内核提供的服务， 其包括共享内存交换区，上、下行环形缓冲区以及驱动程序模块，通过自行建 立的共享内存交换区及两个单向的上、下行环形缓冲区来与应用程序层发生数 据交换，并通过驱动程序模块实现应用程序层与底层硬件层的数据连接；

所述底层硬件层为硬件端子板，其中通过PCI总线与PC连接，负责为数 控系统提供精准的定时中断及相应的指令缓冲区。

2.根据权利要求1所述的一种基于Windows的易伸缩数控系统，其特征 在于，所述控制内核模块通过上、下行环形缓冲区和共享内存交换区与驱动程 序模块发生通信。

3.根据权利要求1所述的一种基于Windows的易伸缩数控系统，其特征 在于，所述用户界面模块与界面处理基础库一起完成任务处理工作，并显示由 驱动程序模块反馈回来的数据。

4.根据权利要求1所述的一种基于Windows的易伸缩数控系统，其特征 在于，所述软PLC模块，通过驱动程序模块、共享内存交换区以及上、下行 环形缓冲区以及控制内核模块来完成开关量的逻辑控制和过程控制。

5.根据权利要求1所述的一种基于Windows的易伸缩数控系统，其特征 在于，所述参数解析模块通过控制内核模块将参数信息送至各个模块中。

6.根据权利要求1所述的一种基于Windows的易伸缩数控系统，其特征 在于，所述图形文件处理模块与基本运算支持库和控制内核模块配合完成加工 文件的格式转换。

7.根据权利要求1所述的一种基于Windows的易伸缩数控系统，其特征 在于，所述仿真图形处理模块与轨迹插补模块和控制内核模块完成二维/三维 图形的仿真。

8.根据权利要求1所述的一种基于Windows的易伸缩数控系统，其特征 在于，所述轨迹插补模块用于轨迹规划、位置控制、速度规划、补偿处理、解 析线程管理和轨迹点密化工作；并包含有四个通用型数据结构：第一通用型数 据结构用于存放译码后数据、第二通用型数据结构用于将加工文件描述的加工 轨迹快速加载至界面、第三通用型数据结构用于存放插补后的有关运动指令的 数据点以及第四通用型数据结构用于存放插补后所有指令的数据点。

9.根据权利要求1所述的一种基于Windows的易伸缩数控系统，其特征 在于，所述上、下行环形缓冲区的输入、输出端处在不同的中断请求级别的代 码上，该上、下行环形缓冲区用于共享内存交换区，实现驱动程序模块往里面 读、写数据，应用程序层中各模块往里面写、读数据。

10.根据权利要求1所述的一种基于Windows的易伸缩数控系统，其特征 在于，共享内存交换区，用于实现操作系统Ring0层和Ring3层之间的数据交 换；并实现驱动程序模块与应用程序中相应的模块共享同一块物理内存。

11.根据权利要求1所述的一种基于Windows的易伸缩数控系统，其特征 在于，所述驱动程序模块根据应用程序层中各模块发送过来的运动数据来向端 子板输入控制信号，并接受来自端子板的中断信号，并反馈给应用程序层中相 应的模块。