可重構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、可重構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)是實現(xiàn)可重構(gòu)制造系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)?？芍貥?gòu)技術(shù)可以增強(qiáng)數(shù)控系統(tǒng)的柔性,合理配置數(shù)控系統(tǒng)資源,快速地響應(yīng)加工需要。本文對實現(xiàn)可重構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)的一些理論和應(yīng)用問題進(jìn)行了研究。
　　 在分析數(shù)控系統(tǒng)功能特點的基礎(chǔ)上,提出了可重構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控流水線架構(gòu)。該架構(gòu)由數(shù)控主控流水線線程、驅(qū)動程序和數(shù)控微代碼實時執(zhí)行單元構(gòu)成,定義了數(shù)控規(guī)范指令和數(shù)控微代碼接口,保證模塊的互換性,實現(xiàn)了流水線的可重構(gòu)。數(shù)控流水線線程封裝了從指令譯碼到生

2、成數(shù)控微代碼的主要控制功能,具備高度的可移植性。微代碼是用于數(shù)控功能實時執(zhí)行的精簡化操作指令,由一個實時執(zhí)行單元執(zhí)行。實驗表明,數(shù)控流水線架構(gòu)可以高效實現(xiàn)可重構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)。
　　 速度規(guī)劃是數(shù)控系統(tǒng)的重要模塊,對加工效率,運行平穩(wěn)性等方面都有影響。而前瞻速度規(guī)劃是提高加工效率的有效方法。本文對一類加減速算法進(jìn)行數(shù)學(xué)抽象,提出了對這類加減速算法的可重構(gòu)的通用前瞻速度規(guī)劃算法,在理論上證明了通用前瞻速度規(guī)劃算法對進(jìn)給速度的優(yōu)化性質(zhì)。

3、同時,推導(dǎo)了線性加減速、改進(jìn)的指數(shù)加減速和S型加減速在通用前瞻速度規(guī)劃下的完整規(guī)劃算法,驗證了該算法的有效性。
　　 微線段的加工是復(fù)雜型面加工中常見的程序類型。本文提出了基于伺服系統(tǒng)輪廓誤差的直線段轉(zhuǎn)角速度限制算法和連續(xù)轉(zhuǎn)彎微線段進(jìn)給速度修正方法。這兩種方法以輪廓誤差為依據(jù),能夠根據(jù)加工路徑特征對進(jìn)給速度進(jìn)行智能控制。二者與S型加減速算法在通用前瞻規(guī)劃器架構(gòu)下可重構(gòu)成為微線段程序的柔性速度規(guī)劃模塊。
　　 重采樣插補(bǔ)可

4、以實現(xiàn)粗插補(bǔ)的非實時批量運行,能夠提高數(shù)控系統(tǒng)性能并為設(shè)計帶來便利。本文提出了線性重采樣插補(bǔ)方法和基于曲線細(xì)分技術(shù)的重采樣插補(bǔ)方法。分析表明,曲線細(xì)分重采樣插補(bǔ)能夠得到比線性重采樣插補(bǔ)更平滑的插補(bǔ)結(jié)果。根據(jù)重采樣算法原理設(shè)計了重采樣的可重構(gòu)硬件邏輯,加速算法的執(zhí)行,并以螺紋車削和電子凸輪為例說明了硬件重采樣的應(yīng)用方法。
　　 在可重構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)的實施方法上提出了軟、硬件在不同粒度下的重構(gòu)方案。采用數(shù)控流水線架構(gòu)設(shè)計了三種可重構(gòu)數(shù)控