基于多核單片機的Pythagorean-Hodograph樣條曲線并行插補及其數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、在CAD應(yīng)用中，NURBS（非均勻有理B樣條）曲線技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但在數(shù)控加工中，由于需要實時完成大量的弧長計算和刀具半徑補償計算，使得NURBS曲線插補計算量大、耗時長，精度難以保證，限制了它的廣泛應(yīng)用。PH曲線的出現(xiàn)可能會徹底改變這一狀況。
　　將多核單片機的多核并行處理優(yōu)勢與Pythagorean-Hodograph(PH)曲線在數(shù)控加工方面的優(yōu)點相結(jié)合，本文提出開發(fā)一種基于多核單片機、具有PH樣條插補功能的數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)想

2、。
　　論文首先介紹了PH曲線的定義，隨后介紹了PH曲線的弧長和偏置曲線的計算表達式。由其表達式可以看出，PH曲線的弧長和偏置曲線可以被精確計算。接著介紹了常見的三次和五次PH曲線的構(gòu)造及其性質(zhì)。
　　選取美國Parallax公司的多核單片機P8X32A-D40作為數(shù)控系統(tǒng)的硬件平臺，基于并行流水線式的軟件結(jié)構(gòu)，進行了各核的任務(wù)分配，提出了一種PH曲線數(shù)控系統(tǒng)的整體架構(gòu)設(shè)計方案。
　　接著搭建了系統(tǒng)硬件實驗平臺，完成了

3、多核芯片外圍電路、輸入輸出設(shè)備電路、外接步進電機電路設(shè)計。
　　隨后完成了系統(tǒng)主核模塊以及其它各核模塊的軟件設(shè)計與開發(fā)，包括:CRT顯示器的驅(qū)動及相關(guān)功能軟件的設(shè)計，PS/2接口設(shè)備的驅(qū)動及相關(guān)功能軟件設(shè)計，步進電機驅(qū)動及相關(guān)功能軟件設(shè)計，PH曲線恒速進給條件下的數(shù)控代碼譯碼模塊、參數(shù)計算模塊、坐標(biāo)計算模塊、運動控制模塊的軟件設(shè)計等。
　　最后，進行了系統(tǒng)運行和性能測試，分析了影響插補速度的主要瓶頸。實驗表明:本課題所實現(xiàn)的