想用5年为论坛开发基于ARM+DSP+FPGA的开源数控系统

roy189 · 发表于 2014-12-6 12:50:46

莫老大，您好，我有关注过论坛的雕刻机，用的是开源的数控系统，借助本人多年来对数控系统的研发经验，我想用5年时间，为论坛开发一个基于ARM+DSP+FPGA的开源数控系统，比一般商业级数控系统要好。请将此贴保留5年时间，立贴为证。

roy189 · 发表于 2014-12-6 12:51:57

自己顶一下。。。。

roy189 · 发表于 2014-12-6 12:58:24

我初步的想法是，FPGA做通讯与数字信号处理，DSP里面跑核心算法,ARM做人机界面，当然为了数控系统的好玩性，我让ARM支持WIFI，支持Arduino的二次开发

roy189 · 发表于 2014-12-6 12:59:50

我会每个月在此帖上更新项目的进度，下个月这个时候，我会更新数控系统的规划书。

roy189 · 发表于 2014-12-6 13:01:16

暂时什么先不需要，我先把规划书做出来，会更新出来。

roy189 · 发表于 2014-12-6 13:05:26

我觉得规划好，尽量把规划书做详细些，大家看过我的规划书后，如果觉得OK，大家可以一起搞，我见证过两款数控系统的开发，两个成功案例，数控这块在国内确实是比较薄弱的，所以我更加要坚持。

roy189 · 发表于 2014-12-6 14:48:21

目前我做的数控系统主要用于激光大功率加工控制这块的，公司目前的架构师软CNC内核的，X86架构，我用ARM的目的是想做可以扩展的HMI，SOC的ARM支持集成WIFI，然后人机界面可以自主定制，也可以支持那个开源硬件Arduino。运行于PC上的程序通过网线连接WIFI就能用这个数控系统了。

roy189 · 发表于 2014-12-6 14:53:56

控制这块暂时不走网络架构的，难度比较大。。。

roy189 · 发表于 2014-12-6 15:00:23

cpumaker 发表于 2014-12-6 14:34
依稀想起了龙芯当年的毫言壮语:5年内改变世界cpu格局。不知道楼主的自信从何而来？就算楼主是个高手，也只 ...

暂时由我一个人开始，我拉起框架再说。

roy189 · 发表于 2014-12-6 15:09:28

armok 发表于 2014-12-6 14:09
楼主的上位机(电脑上运行的软件)计划是什么？

ARM即是上位机也是下位机，ARM上会有一个简易的HMI，同时ARM也提供WIFI通信与用户自定义的HMI通信。

roy189 · 发表于 2014-12-6 15:10:08

DiaoMao_Huang 发表于 2014-12-6 15:07
真正开搞，时间也许会少于5年。
记住，不要闭门造车，做好后，需要让莫大测试性能… ...

好的，不会闭门造车的。。谢谢忠告。。。

roy189 · 发表于 2014-12-6 15:52:46

今天上传CNC规划0.1版本，后期会根据实际项目变更版本。

roy189 · 发表于 2014-12-6 16:25:40

qiufeng 发表于 2014-12-6 16:18
支持楼主，会加入光栅尺闭环、3D扫描输入等功能吗？
http://usbcnc.cn/

会是全闭环控制的，光栅尺也会支持的。

roy189 · 发表于 2014-12-6 16:26:15

yngufeng 发表于 2014-12-6 16:21
本人有几年的在ARM+FPGA架构的数控系统项目里的打杂经验，搞搞电路焊焊板玩玩FPGA以及给软件和算法工程师端 ...

恩恩，谢谢支持。。。

roy189 · 发表于 2014-12-6 16:33:07

我自己先初步做了个0.1版本的CNC规划，已发布。工作记录会及时发布。。

roy189 · 发表于 2014-12-6 18:01:41

licongdwqx 发表于 2014-12-6 16:17
楼主，我也是做激光的。现在想做高精度的激光切割用来切硅晶圆，楼主有什么建议没有 ...

激光晶圆切割，最重要的是工艺吧。。。

roy189 · 发表于 2014-12-6 18:05:26

下个礼拜更新数控系统上位机框架程序，我先设计个HMI框架，暂时基于QT，可以移植到LINUX上，也可以跑WINDOWS上。

roy189 · 发表于 2014-12-6 20:41:12

javabean 发表于 2014-12-6 18:45
5年……不知道lz有没有经验呢？有些东西5年就要过时了，没经验的话建议标准低一些，先出成果，在升级
有经 ...

嗯嗯，一步步的走啊，原理图，争取今年出来，核心算法，我到时把仿真算法都给贴上来。

roy189 · 发表于 2014-12-6 20:49:21

最近在做速度，加速度，PI控制参数智能自整定，仿真算法，结论，我会一并发在论坛上面。

roy189 · 发表于 2014-12-6 20:50:35

chipspower 发表于 2014-12-6 20:19
期待楼主的大作！
主芯片不负责，其他外围器件光耦啥的需要样品的话可以找我。免费赞助！ ...

哈哈。。谢谢。。。

roy189 · 发表于 2014-12-6 22:12:35

jordonwu 发表于 2014-12-6 21:07
5年时间，对个人项目又是业余的，感觉不太靠谱啊

我的事业方向是数控这块，工作也是数控，只是工程量的问题。

roy189 · 发表于 2014-12-7 10:58:21

fanciermips 发表于 2014-12-6 16:58
支持楼主，但不知这项目的意图，用什么芯片架构感觉都不是主要，关键是精度要达到什么目标
机械工业设计是 ...

您有什么好想法呢？

roy189 · 发表于 2014-12-7 11:07:46

开发这个数控系统的过程当中，我会把问题给细分好形成逻辑接口发布出来，大家有兴趣可以一起做，我在想怎么让大家都能参与这个产品设计与开发工作。

roy189 · 发表于 2014-12-7 20:55:19

armok 发表于 2014-12-7 18:26
在哪里？

开源DragonCNC资料发布区 --有个这样的标题。我还在做详细规划。。

roy189 · 发表于 2014-12-7 21:08:45

mingxin 发表于 2014-12-7 17:29
激光切割，是高上大呀，有没有图片观摩一下

roy189 · 发表于 2014-12-7 21:20:04

diyjack 发表于 2014-12-6 12:59
怎么支持你的项目呢？要钱还是要材料？阿莫论坛有执行力的人很多，但是我知道的只有阿莫与我的项目有5年 ...

朋友，我那个论坛的权限还太低，有兴趣我们一起搞这个系统，我认为成功概率还是高的。

roy189 · 发表于 2014-12-7 21:25:19

我这个数控系统，除了雕刻机以外，更加会支持激光高精密切割行业。

roy189 · 发表于 2014-12-7 21:26:46

我会设计支持机器视觉接口，支持类似于智能相机康耐视。

roy189 · 发表于 2014-12-7 21:58:05

zhiyiyunmeng@ 发表于 2014-12-7 21:27
我有好的建议。不知道你觉得如何。使用单品STM32单片机来搞5轴系统。频率不要求高。200KHZ即可。其实更加关 ...

我有一个朋友，他现在用的是多核DSP+SIMULINK做机器视觉，用的是model based 产品设计方式；他的一些朋友觉得他不该这样，只需要用到OPENCV+ARM就够了，他说DSP可以甩ARM十条街，作为工业级的机器视觉，肯定要用到信号处理强悍的DSP；

您说的那个是开环的，肯定没有速度规划的，小线段处理，加工性能速度都跟不上的，玩玩还可以，其实数控系统也一样，我想玩工业级的，其实那个编码器信号的处理，最好是用FPGA，能兼容更多编码器信号，光栅尺，直线电机的编码器信号也可以支持。

roy189 · 发表于 2014-12-7 22:20:19

yangwc 发表于 2014-12-7 21:53
言之有理

我其实也担心硬件的更新速度方面，看具体情况，我考虑用普通工业级PC 通过PCI总线来替代，PC上跑RT-LINUX系统，PC+DSP+FPGA...

roy189 · 发表于 2014-12-7 22:38:41

armok 发表于 2014-12-7 22:05
200K太低了！

我们的03机要做到32米/分钟，需要将近500K.

莫大，这个论坛是万能的，比我厉害的一大把，哈哈，我个人不喜欢商业什么的，我很崇拜国外的LINUXCNC，我会充分利用里面的模块的，降低工作量，就在LINUXCNC平台上搞，把算法部分全部换掉，用DSP+FPGA+LINUXCNC，您看可行不？国内中科院蓝天数控就这样搞的；

roy189 · 发表于 2014-12-8 20:08:35

smry 发表于 2014-12-8 13:28
首先，支持楼主。
另外有个问题想问一下，
楼主是自由职业还是在公司上班，

公司比较闲啊，时间比较充足啊，闲着太浪费时间了，所以才决定做这事情的。

我今天看LINUXCNC这个开源数控系统的时候，里面有可以扩展该系统的功能，我把这个作为突破点，扩展成自己的功能。

roy189 · 发表于 2015-1-24 13:11:09

想请阿莫支持下我，开发这个数控系统需要不少资源。

roy189 · 发表于 2015-1-24 13:16:44

diyjack 发表于 2014-12-6 12:59
怎么支持你的项目呢？要钱还是要材料？阿莫论坛有执行力的人很多，但是我知道的只有阿莫与我的项目有5年 ...

朋友，怎么联系你呢？有机会见面谈下？

roy189 · 发表于 2015-1-24 13:22:06

ibmx311 发表于 2014-12-15 01:06
这样的东西不必去想了
研发是需要费用的,自己干即便不给自己发工资也不行
因为研发还需要团队,没有团队就算 ...

您方便留下您的联系方式不？我这个账号权限不够，不能私底下留言，您可以私底下留言给我不？我还想找下莫老大。这个数控系统，是确实能搞出来的。

roy189 · 发表于 2015-1-24 14:51:47

rainy00 发表于 2015-1-24 14:42
看了你的规划书，感觉更像是想法，离可以操作执行的规划还是有距离的

如果想开源那就是想找人帮忙，一定要 ...

第一：肯定能搞出专业的数控系统的哈；

第二：开源的话，我会选择类似于LINUXCNC那样，部分开源！

第三：我想找人一起搞。

roy189 · 发表于 2015-3-8 14:04:12

ibmx311 发表于 2015-1-26 06:13
干到现在不知不觉的快50了,搞了一辈子技术到头来没什么成就感,真悲哀.
但是我确实总结了一些东西,很深刻的. ...

谢谢前辈的忠告，我现在快35岁了，我玩过两款数控CNC内核了，在编一款新CNC内核，算法可能雷同，我会选择开放内核的代码！

roy189 · 发表于 2015-3-8 14:10:41

我已经将算法代码移植到开发板上
http://item.taobao.com/item.htm? ... ;abbucket=11#detail

roy189 · 发表于 2015-3-8 23:15:22

outt60777 发表于 2015-3-8 17:19
支持！！！！！！！

我看见你发帖开发开源的雕刻机控制器，觉得你应该对电机控制比较熟悉，问你一个问题：有没有成熟的，比较简单的电机驱动模块。我只要通过串口，告诉它前进多少，后退多少，可以闭环实现的转动的模块？？？

串口不行的，速度环，位置环带宽要求在那摆着，建议您直接在DSP里面做闭环！

roy189 · 发表于 2015-3-8 23:17:27

ibmx311 发表于 2015-3-8 14:39
楼上的淘宝链接是神马意思呢,是卖开发板的还是卖图纸的,还是要说明什么.
这种开发板如果不是抄的,开发也是 ...

前辈朋友，您好，方便给我个您的联系方式不？我发我的CNC内核架构，原理图，PCB图部分图片，交流下。。。

roy189 · 发表于 2015-3-8 23:36:34

leijiayou 发表于 2015-3-8 21:30
受教了

朋友，个人感觉ROS类似于LINUXCNC，控制算法全部在WINDOWS软件里面，所以对系统实时性要求比较高！

roy189 · 发表于 2015-3-8 23:46:48

leijiayou 发表于 2015-3-8 23:43
是的能学习一下你目前的CNC内核架构吗

X86+FPGA架构

算法全部在X86底层实时内核中实现；FPGA做编码器信号，PCI通信等；

roy189 · 发表于 2015-3-8 23:49:45

leijiayou 发表于 2015-3-8 23:43
是的能学习一下你目前的CNC内核架构吗

您说的那个开源数控系统，我感觉他的架构也比较好的。

roy189 · 发表于 2015-3-8 23:54:51

leijiayou 发表于 2015-3-8 23:51
X86跑win吗然后打个实时补丁 RTX？？

跑WIN的话打个RTX补丁，德国的一些软核CNC也这么搞的；

LINUX平台的话类似于LINUXCNC平台有开源的实时补丁

roy189 · 发表于 2015-6-24 12:24:16

ibmx311 发表于 2015-1-26 06:13
干到现在不知不觉的快50了,搞了一辈子技术到头来没什么成就感,真悲哀.
但是我确实总结了一些东西,很深刻的. ...

大哥，您好！我做数控系统的，希望能认识您！方便留下联系方式不？

roy189 · 发表于 2015-6-24 12:29:30

ibmx311 发表于 2015-1-26 06:13
干到现在不知不觉的快50了,搞了一辈子技术到头来没什么成就感,真悲哀.
但是我确实总结了一些东西,很深刻的. ...

大哥，我们有几十万一套的直线电机，拿来做调试用的！

roy189 · 发表于 2015-7-18 23:38:24

目前为止，该数控系统已经支持三轴联动，支持快速IO，支持龙门轴，支持总线，支持直线，圆弧插补；支持最优加速度直线与直线转接；支持前瞻300段。。。呵呵。。。早就组队了。

roy189 · 发表于 2015-7-18 23:39:16

我们会考虑开源的，不过，初期，我们只开放API。。。

roy189 · 发表于 2015-7-18 23:39:40

我们会考虑开源的，不过，初期，我们只开放API。。。

roy189 · 发表于 2015-7-18 23:40:10

我们会考虑开源的，不过，初期，我们只开放API。。。

roy189 · 发表于 2015-7-18 23:42:45

群里大多少怀疑该数控系统的人，估计从来没有开发过CNC内核，没见识过CNC内核，我们的插补周期为0.5毫秒

roy189 · 发表于 2015-7-18 23:43:46

我们项目在半年前就启动了，启动资金1K 万，有大量的成果！

roy189 · 发表于 2015-7-18 23:45:06

这个群里真正玩过CNC内核的很少！很少！很少！

roy189 · 发表于 2015-7-18 23:46:47

我们的每个算法，都计算过最坏情况下，计算的时间为多少微秒，所以，满足硬实时的要求。

roy189 · 发表于 2015-9-3 19:25:32

ibmx311 发表于 2015-6-29 07:51
楼上所言极是,就算是一个密封圈没有选对也会完全干扰你的项目进展,没有玩到这个阶段的,你说什么他都不信
其 ...

现在一般的数控系统基本都采用采样插补(时间分割法)的。数控的大致流程如下：Step1：前瞻模块一方面预处理轨迹数据，根据拐角以及每条轨迹的位移数据等约束计算得到每条线段的末速度，另一方面，如果需要平滑轨迹的，在前瞻环节在一定弓高误差约束下，需要重新规划轨迹(所谓过渡算法) ;STEP2:插补环节，在插补环节，需要做下每条轨迹的速度规划，如S,T,E型等规划，根据具体的轨迹类型插补圆形，直线，NURBS等；STEP3：位置控制环节，前期插补中位置数据，分解到每个轴上，一般可以支持三轴联动了，如果需要五轴联动的话，在前瞻环节，还需要将轨迹的法向量进行必要的控制；STEP4:如果你要走总线，轨迹位置直接通过总线传递给伺服，伺服负责位置，速度闭环。

roy189 · 发表于 2015-9-3 19:25:51

Moovida 发表于 2015-8-10 01:55
我从这帖子立下就关注楼主了.你的的想法我两年前也就想到了...只可惜当时没资金也没团队... 讲白了其实就 ...

现在一般的数控系统基本都采用采样插补(时间分割法)的。数控的大致流程如下：Step1：前瞻模块一方面预处理轨迹数据，根据拐角以及每条轨迹的位移数据等约束计算得到每条线段的末速度，另一方面，如果需要平滑轨迹的，在前瞻环节在一定弓高误差约束下，需要重新规划轨迹(所谓过渡算法) ;STEP2:插补环节，在插补环节，需要做下每条轨迹的速度规划，如S,T,E型等规划，根据具体的轨迹类型插补圆形，直线，NURBS等；STEP3：位置控制环节，前期插补中位置数据，分解到每个轴上，一般可以支持三轴联动了，如果需要五轴联动的话，在前瞻环节，还需要将轨迹的法向量进行必要的控制；STEP4:如果你要走总线，轨迹位置直接通过总线传递给伺服，伺服负责位置，速度闭环。。。。

roy189 · 发表于 2015-9-3 19:27:07

亲爱的童鞋们：9月份我会发数控仿真的图片！

roy189 · 发表于 2015-9-3 19:46:28

mandylion2008 发表于 2015-9-3 19:39
我的四轴计划不幸言中。

什么意思啊？

roy189 · 发表于 2015-9-3 21:16:11

mandylion2008 发表于 2015-9-3 20:11
是跟那个哥们说我自己准备搞四轴，但没有坚持下来。
看到楼主有过设计CNC的经验，相信做出来是完全没有问 ...

我会一直打磨这个CNC产品的！

roy189 · 发表于 2015-9-3 21:22:13

codefish 发表于 2015-9-3 21:13
学习一下。
我也正在搞多轴控制, 不过是实验室自动化用途, 比较简单。

沈阳中科院，华科大，哈工大有比较好的数控团队！！

roy189 · 发表于 2015-9-3 21:27:19

codefish 发表于 2015-9-3 21:13
学习一下。
我也正在搞多轴控制, 不过是实验室自动化用途, 比较简单。

现在国产数控系统进步也很大的！沈阳中科院团队很强的！

roy189 · 发表于 2015-9-3 21:29:50

Garrys 发表于 2015-6-29 00:59
数控系统的开发难度确实很大，涉及的东西太多了，可以给个方向给楼主

伺服电机拖动只能算半闭环系统，闭环 ...

你说的东西跟数控系统内核关系不大，跟机床关系比较大！

roy189 · 发表于 2015-9-3 21:33:35

Garrys 发表于 2015-6-30 14:55
就算不专业去做，做来玩玩吧，那么
伺服和系统少不了吧，丝杆和工作台少不了吧。
控制器软件里的，插补， ...

就算不专业去做，做来玩玩吧，那么
伺服和系统少不了吧，丝杆和工作台少不了吧。
控制器软件里的，插补，刀具补偿寄存器，脉冲分频器，通讯接口协议，这些都不可少吧
PLC也要有吧，当然PLC可以集成到控制器里，然后用接口板处理输入输出信号
整体结构，上位机，这些软件开发也不可缺吧
机床精度玩玩而已，也至少要上眼吧。比如我要雕个直径10mm圆形，结果出来成了15mm，目测还歪歪扭扭不够圆，走直线走不直，你说能玩吗
G代码的话，至少也要知道吧，自己发明代码除外，比如比较老的快走丝线切割用的是3B编程。
基本的性能要求要达标吧，就像楼上坛友说的那样USB接口的也只能玩玩，你说你做的系统都用上伺服了，用USB那不是拖拉机拉着飞机起飞吗。做的伺服三天两头的出各种问题或者故障，你说能玩吗

最基础的
那就是成品的机床自己起码开过，知道机床坐标系，工件坐标系，能独立加工出一个合格的零件，知道这玩意怎么动作，怎么工作，这很有必要吧。切削三要素要懂得吧，我加工这个工件要用到什么刀，如何规划加工，我做这个机床能否适用更多的刀杆和刀具，也要知道吧。这些个最基础的都不清楚的话，那不是瞎搞

所以说做一个数控系统很复杂，哪怕是玩具级的，只要尝试从底层做起，都是非常艰难的。
大家借此交流学习，共同进步还是很有意义的

-----------------------------------PLC跟CNC内核两码事；
G代码解析是程序员做的事情；
你说的直径10MM圆形，结果出来个15MM的，那个跟CNC内核没关系，因为我的插补环节，直接走的是圆弧位移轨迹，与坐标无关，你说的问题最多是控制环节方面有些跟随误差，属于控制环节的问题，既然属于控制环节的问题，走总线的话，控制我可以做到与CNC无关了！

roy189 · 发表于 2015-9-3 21:36:44

在这个论坛里，我暂时只发现一个人开发过CNC内核里的算法------yngufeng

roy189 · 发表于 2015-9-21 21:40:58

minrod_2012 发表于 2015-9-21 21:30
到底升级到什么时候才能加好友啊，这阿莫也太整人了

哥们，您做硬件的吗？有机会一起合作玩下CNC啊多多交流啊

roy189 · 发表于 2016-11-19 07:49:36

两年时间过去了，今天更新下～

roy189 · 发表于 2016-11-20 21:52:47

armok 发表于 2016-11-19 09:11
楼主目前进度如何？

或者改变看法了吗？

目标比较大啊，目前进度，上图！

roy189 · 发表于 2016-11-20 21:54:23

继续努力～

roy189 · 发表于 2016-11-20 21:59:06

armok 发表于 2016-11-19 09:11
楼主目前进度如何？

或者改变看法了吗？

莫总，我经常去松山湖那边，您联系方式多少啊

roy189 · 发表于 2016-11-30 10:59:20

有需要交流问题的...，欢迎莫老大。。。

roy189 · 发表于 2016-12-4 12:58:23

xukaiming 发表于 2016-12-3 22:40
卤煮,不允许公布QQ群的哦,注意版规

哦哦，那好吧！

想用5年为论坛开发基于ARM+DSP+FPGA的开源数控系统

阿莫论坛20周年了！感谢大家的支持与爱护！！

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