在家具、门窗制造和军事等部门的木制构件中经常用到木榫结构,其中最常见的有直榫、燕尾榫、楔形榫等。开榫技术的数控化是我国家具行业、门窗制造行业以及其它行业迫切需要的关键技术。 本文针对各种榫形及榫眼给出其数学描述理论,提出了数控铣榫机控制系统的总体结构和软、硬件结构,对数控铣榫机控制软件以及数控铣榫机加工仿真软件的设计和开发进行了详细的阐述。 数控铣榫机控制系统采用PC与运动控制卡相结合的结构,PC机完成系统中计算量较大的非实时性功能,运动控制卡实现运动机构的实时控制;主要硬件设备采用市场流行的工业PC机和多轴运动控制卡,具有灵活性好、功能稳定、易于维护和可扩充性强的特点,符合开放式数控系统的要求。 给出了数控铣榫机数控语言的指令集和指令格式,并将计算机高级语言编译方法的基本理论应用于数控铣榫机数控程序译码器的设计中,给出了完整的数控铣榫机数控语言文法规则,根据该文法规则,提出了相应的数据结构和算法流程。 在数控铣榫机仿真系统中,采用基于表面的建模方法建立了木榫的三维仿真模型,并对其存储形式进行了详细说明;仿真系统采用与控制系统相同的数控程序译码算法和数据结构,保证了仿真结果的真实性和可靠性;仿真模型的绘制采用OpenGL图形接口,增强了动画显示效果,降低了开发难度。