【摘 要】
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本文针对目前开放式数控系统存在的问题及我国的实际情况,提出了基于软件组件和实时动态链接库的开放式数控系统的课题,对开放式数控系统从体系结构分析、系统软硬件结构以及
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本文针对目前开放式数控系统存在的问题及我国的实际情况,提出了基于软件组件和实时动态链接库的开放式数控系统的课题,对开放式数控系统从体系结构分析、系统软硬件结构以及运动控制中的插补技术等多个方面进行了系统、深入的探索和研究.文中列举了在目前通用PC操作系统基础上,实现实时控制的各种解决办法并分析了其优缺点.提出了开放体系数控系统架构下,选择实时操作系统时应遵循的原则,并据此决定基于RTX开发开放式数控系统的实时内核.分析了开放式数控系统的基本特征,讨论了开放式数控系统体系结构的具体特点.讨论了模块化系统设计的原理,设计了模块化开放式数控系统体系结构,并给出了系统总体结构的具体模型.设计了基于SERCOS总线的开放式数控系统的硬件体系结构.并对SERCOS总线进行了详细分析.详细阐述了SoftSERCANS实现伺服系统与CNC之间实时数据交换的原理.本文对B样条曲线和NURBS曲线的数学表示和插补原理分别进行了研究.对于B样条曲线,详细研究了等参数分割插补和不等参数恒速插补两种算法,并对两种算法进行了比较.对于NURBS,研究了三次NURBS曲线的插补原理,并给出了详细的数学推导.对三坐标曲面直接插补中的关键技术进行了研究.着重研究了曲面直接插补中的轨迹生成方法、行距确定方法、插补原理和速度控制等关键问题.介绍了开放式数控系统的人机控制和仿真的系统设计,阐述了它们的功能和作用,给出了用户界面和三维仿真的实例.分别就刀具补偿、一般零件加工和复杂零件加工给出仿真实例,其中复杂零件的加工实例,是利用用户扩展方式实现的.
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