自由曲線輪廓加工運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、目前常用的CAD系統(tǒng)大部分都支持自由曲線曲面的建模功能，而傳統(tǒng)的CNC控制器只提供直線及圓弧插補(bǔ)器，無(wú)法直接接收自由曲線及曲面所設(shè)計(jì)的程序數(shù)據(jù)，其解決方式為通過(guò)CAM軟件將刀具路徑，以微小圓弧或直線做逼近，其近似方法會(huì)產(chǎn)生較大輪廓誤差、加工程序過(guò)長(zhǎng)、傳輸負(fù)荷量過(guò)大、速度不連續(xù)、及機(jī)臺(tái)振動(dòng)等問題，故不易滿足高速精密加工的要求。因此研究具有自由曲線插補(bǔ)功能的CNC系統(tǒng)具有重要的意義。
　　本課題研究的目的在于研究 NURBS(Non-

2、uniform Rational B-spline)曲線的實(shí)時(shí)插補(bǔ)算法，并基于ADI公司Blackfin系列DSP實(shí)現(xiàn)該算法，應(yīng)用于實(shí)際的數(shù)控系統(tǒng)，提高CNC的軌跡功能，使CNC系統(tǒng)能直接接收NURBS曲線信息。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　首先，基于VC6.0，完成G代碼編譯器的設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)軌跡的三維仿真。
　　其次，研究具有自由曲線插補(bǔ)功能的插補(bǔ)器的設(shè)計(jì)，深入研究 NURBS曲線的性質(zhì)，考慮進(jìn)給速度與插補(bǔ)精度的關(guān)系，并結(jié)合機(jī)床

3、動(dòng)力學(xué)特性，研究自由曲線NURBS插補(bǔ)算法，提出速度規(guī)劃后處理方法。
　　最后，基于DSP搭建硬件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)具有S型加減速功能的最小偏差法直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)算法，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)前瞻NURBS插補(bǔ)算法，在實(shí)際的數(shù)控系統(tǒng)中進(jìn)行驗(yàn)證。
　　以實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床為平臺(tái)，對(duì)具有自由曲線插補(bǔ)功能的插補(bǔ)器進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試。結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的插補(bǔ)算法能夠保證高速進(jìn)給，滿足插補(bǔ)精度要求，并且電機(jī)運(yùn)行過(guò)程平穩(wěn)無(wú)沖擊。驗(yàn)證了本文所設(shè)計(jì)的具有自由曲線插