基于复杂曲线插补的数控关键技术的研究与实现

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数控技术是近代发展起来的一种自动控制技术,是用数字化的信息实现机床控制的一种方法,也是现代制造技术中最关键的环节。数控插补技术是数控系统的核心技术,其功能强弱直接影响着数控加工质量。图形仿真及软PLC技术也是数控加工系统不可或缺的关键技术,对数控加工有着不可忽视的影响。本文结合ANC-45M加工中心数控系统的研制对基于复杂曲线插补的数控关键技术进行了研究。本文首先在分析传统基准脉冲插补、数据采样插补算法的基础上,着重研究了NURBS曲线实时插补技术及其插补改进算法。现有的NURBS曲线直接插补算法有着弓高难以控制,加工安全等问题。提出的改进算法采用动态确定进给步长的方法来求取参数空间上的参数增量,进给步长受到数控系统最大进给步长、最大弓高误差以及最大法向加速度等因素的约束,从而能做到在不降低加工速度的情况下进行高精度的安全加工。其次,数控图形仿真几何建模技术研究。介绍了线框模型、实体模型、曲面离散矢量等几何仿真模型,分析比较了它们的优缺点。接着引出了针对用线框图进行动态图形仿真的缺点,采用层次感技术来改善基于线框图的数控图形仿真的真实感问题。然后,在对数控系统中传统硬PLC及软PLC技术分析和研究的基础上,给出了ANC-45M加工中心数控系统软PLC控制方案和组成结构。最后结合ANC-45M加工中心数控系统的开发实例,具体设计与实现了数控系统NURBS插补器、图形仿真器和PLC编辑器。
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