钢板热切割与焊接在工业生产中的应用非常广泛,如何提高切割和焊接精度、效率一直是研究的热点领域之一。数控高精高效切割与焊接技术是减少材料浪费、降低能源消耗、减少加工工序、提高加工能力的主要手段,因此本论文就这一课题进行研究具有重要理论意义和应用价值。我们进行了“基于windows的热切割开放式数控系统关键技术”这一课题的研究,将为等离子切割机提供高效、精确度高、可重组的开放式控制系统。本课题主要研究内容包括以下几个方面: (1) 开放式数控体系结构的研究,简要分析了开放式数控切割的特点,论述了推广开放式数控系统的意义,介绍了基于windows数控系统的基本结构。 (2) 切割数控系统硬件的设计与开发,数控系统的硬件结构集中在专用总线、通用总线及工业PC机上,并有向工业PC机型发展的趋势,本文介绍了基于增强型并行数字输入输出接口数控系统的硬件设计。 (3) 数控切割系统软件的设计与开发,开发了基于windows的数控系统软件,可以实现参数设置,手动编程,自动编程,和图形切割仿真等功能,由于线程的使用,实时性相对较高。 (4) 数控编程指令系统设计与实现,对于图库中存在的标准图形系统提供参数化编程,系统只需输入少许加工参数,机床即可自动加工出新零件,使机床操作更加灵活方便,对于不常见的非标准图形采用本系统的手工编程并对基于AUTOCAD的编程进行了研究。 (5) 本文研究了曲线切割插补算法的选用原则。本课题采用数字积分插补算法实现直线和圆弧构成的简单图形的切割;为完成复杂曲线的直接切割加工,课题研究了三次B样条插补算法。复杂曲线的直接插补对于简化数控加工程序编制、提高数控装备的加工能力等有重要研究价值,有利于实现数控编程自动化。