銑床數(shù)控系統(tǒng)軟硬件開發(fā)與NURBS算法理論的研究.pdf

1、數(shù)控機床在國民經(jīng)濟發(fā)展中的地位舉足輕重,數(shù)控系統(tǒng)更是數(shù)控機床的核心。隨著計算機技術(shù)、信息技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的迅速發(fā)展,基于PC的開放式數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)越性越發(fā)明顯,成為當今數(shù)控技術(shù)的發(fā)展主流和研究熱點。
　　本文以開放式數(shù)控結(jié)構(gòu)形式為指導思想,通過對三坐標數(shù)控銑床實際加工環(huán)境及加工過程、特點的分析,完成了適用于三坐標數(shù)控銑床的數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)。
　　首先,分析了銑床數(shù)控系統(tǒng)硬件部分的總體結(jié)構(gòu),以PC104 PLUS總線主板為基礎,完成

2、了數(shù)字信號接口板卡的設計。對于銑床數(shù)控系統(tǒng)的軟件部分,采用前后臺型的結(jié)構(gòu)模式,利用編程語言Delphi和VC++完成了用戶層界面程序和驅(qū)動層程序的開發(fā)設計。對系統(tǒng)軟件設計中的關鍵技術(shù),刀具半徑補償算法、差分插補算法進行了重點研究,利用開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)對研究算法的正確性進行了仿真驗證。在差分插補算法的基礎上,提出了曲線合成插補算法。該算法可有效避免計算等距曲線產(chǎn)生的誤差,提高機床的加工精度。
　　其次,針對高速高精加工需要,本文給出了

3、NURBS曲線的正算生成算法和反算插值算法,并解決了NURBS曲線插補在滿足工件輪廓精度和機床法向加速度要求下的速度自適應控制問題。基于NURBS曲線導矢的計算公式,本文給出了平面NURBS曲線精確等距線的生成算法和等距線生成的改進算法,這兩種算法穩(wěn)定可靠、計算精度高,并可以有效解決等距線求解過程中存在的自交問題;針對生成的等距線不再是有理多項式形式,利用函數(shù)的連分式展開式實現(xiàn)參數(shù)速度模的逼近,導出了平面NURBS曲線的等距線有理逼近算