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

1、數(shù)控機(jī)床在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位舉足輕重,數(shù)控系統(tǒng)更是數(shù)控機(jī)床的核心。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展,基于PC的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)越性越發(fā)明顯,成為當(dāng)今數(shù)控技術(shù)的發(fā)展主流和研究熱點(diǎn)。
　　本文以開(kāi)放式數(shù)控結(jié)構(gòu)形式為指導(dǎo)思想,通過(guò)對(duì)三坐標(biāo)數(shù)控銑床實(shí)際加工環(huán)境及加工過(guò)程、特點(diǎn)的分析,完成了適用于三坐標(biāo)數(shù)控銑床的數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)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(chǔ),完成

2、了數(shù)字信號(hào)接口板卡的設(shè)計(jì)。對(duì)于銑床數(shù)控系統(tǒng)的軟件部分,采用前后臺(tái)型的結(jié)構(gòu)模式,利用編程語(yǔ)言Delphi和VC++完成了用戶層界面程序和驅(qū)動(dòng)層程序的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。對(duì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù),刀具半徑補(bǔ)償算法、差分插補(bǔ)算法進(jìn)行了重點(diǎn)研究,利用開(kāi)發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)對(duì)研究算法的正確性進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。在差分插補(bǔ)算法的基礎(chǔ)上,提出了曲線合成插補(bǔ)算法。該算法可有效避免計(jì)算等距曲線產(chǎn)生的誤差,提高機(jī)床的加工精度。
　　其次,針對(duì)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(bǔ)在滿足工件輪廓精度和機(jī)床法向加速度要求下的速度自適應(yīng)控制問(wèn)題。基于NURBS曲線導(dǎo)矢的計(jì)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(jìn)算法,這兩種算法穩(wěn)定可靠、計(jì)算精度高,并可以有效解決等距線求解過(guò)程中存在的自交問(wèn)題;針對(duì)生成的等距線不再是有理多項(xiàng)式形式,利用函數(shù)的連分式展開(kāi)式實(shí)現(xiàn)參數(shù)速度模的逼近,導(dǎo)出了平面NURBS曲線的等距線有理逼近算