本文關(guān)鍵詞：高速雕刻機(jī)數(shù)控插補(bǔ)技術(shù)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控雕刻機(jī)的控制核心,其中軌跡插補(bǔ)及速度控制功能的強(qiáng)弱、性能優(yōu)劣直接關(guān)系到雕刻機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制性能,對數(shù)控雕刻機(jī)的加工質(zhì)量與加工效率具有直接影響,對高速雕刻機(jī)尤為重要。 本文針對高速雕刻機(jī)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控的需求和特點(diǎn),對直線與圓弧插補(bǔ)中的平穩(wěn)變速控制、NURBS曲線插補(bǔ)和刀具補(bǔ)償?shù)认嚓P(guān)算法進(jìn)行研究,主要工作和成果如下: (1)研究了直線與圓弧插補(bǔ)的S形平穩(wěn)升降速控制算法,針對時(shí)間分割法插補(bǔ)由于脈沖化產(chǎn)生的位移、速度波動(dòng),提出了位移、速度與時(shí)間三者“綁定”的速度控制思想,有效改善了加工的平穩(wěn)性。 (2)針對復(fù)雜型面的數(shù)控編程生成的大量微小直線段的連續(xù)加工問題,提出了圓弧過渡算法,能在滿足給定加工精度的同時(shí)提高加工效率,為解決微小線段高速加工問題提供了一條有效的途徑。 (3)提出一種簡單而實(shí)用的NURBS曲線快速自適應(yīng)插補(bǔ)算法,綜合考慮機(jī)床的實(shí)際加工能力、加工過程中運(yùn)動(dòng)軌跡的局部特征和全局特征,實(shí)現(xiàn)加工速度的自適應(yīng)柔性變化,使曲線加工更高效、更平穩(wěn)。 (4)在綜合分析現(xiàn)有刀具補(bǔ)償技術(shù)的基礎(chǔ)上,采用了C刀補(bǔ)圓弧過渡的思想進(jìn)行銜接,在簡化算法的同時(shí)提高了加工的平穩(wěn)性。 上述算法已集成于自行開發(fā)的DSP數(shù)控平臺(tái)上進(jìn)行了驗(yàn)證。仿真和實(shí)驗(yàn)均證明了論文算法的有效性。本文算法對其它數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等高速高精度運(yùn)動(dòng)控制具有借鑒作用。
【關(guān)鍵詞】：高速加工 速度平滑 S形曲線加減速 雕刻機(jī) NURBS曲線插補(bǔ)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TG659
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-17
• 1.1 引言12
• 1.2 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展及現(xiàn)狀12-13
• 1.3 數(shù)控雕刻機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及特點(diǎn)13-14
• 1.4 數(shù)控插補(bǔ)技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀14-16
• 1.5 本文研究目的及內(nèi)容16-17
• 1.5.1 研究目的16
• 1.5.2 主要內(nèi)容16-17
• 第二章 數(shù)控插補(bǔ)原理17-22
• 2.1 引言17
• 2.2 逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)17-20
• 2.2.1 逐點(diǎn)比較法直線插補(bǔ)17-18
• 2.2.2 逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)18-20
• 2.3 時(shí)間分割法插補(bǔ)20-21
• 2.3.1 時(shí)間分割法直線插補(bǔ)20
• 2.3.2 時(shí)間分割法圓弧插補(bǔ)20-21
• 2.4 總結(jié)21-22
• 第三章 微段直線高速插補(bǔ)技術(shù)22-42
• 3.1 運(yùn)動(dòng)控制規(guī)律的選擇22-27
• 3.1.1 梯形加減速規(guī)律22-24
• 3.1.2 S 形曲線加減速規(guī)律24-25
• 3.1.3 S 形曲線加減速規(guī)律的具體計(jì)算25-27
• 3.2 梯形加減速和S 形曲線加減速對比仿真驗(yàn)證27-31
• 3.3 加工段間的速度平滑控制31-37
• 3.3.1 圓弧段速度處理31-33
• 3.3.2 圓弧過渡法33-37
• 3.4 多加工段運(yùn)動(dòng)速度的預(yù)先處理37-38
• 3.5 S 形曲線加減速與綁定算法的結(jié)合38-41
• 3.6 總結(jié)41-42
• 第四章 NURBS 曲線插補(bǔ)算法及實(shí)現(xiàn)42-52
• 4.1 引言42-43
• 4.2 NURBS 曲線的表示、各種特征值計(jì)算43-45
• 4.3 NURBS 曲線的插補(bǔ)45-50
• 4.3.1 參數(shù)值的計(jì)算45-46
• 4.3.2 曲率半徑的計(jì)算46-47
• 4.3.3 預(yù)插補(bǔ)點(diǎn)的計(jì)算47-48
• 4.3.4 進(jìn)給速度的調(diào)整與規(guī)劃48-50
• 4.4 仿真驗(yàn)證50-52
• 第五章 高速雕刻機(jī)數(shù)控系統(tǒng)中的刀具補(bǔ)償處理52-63
• 5.1 刀具半徑補(bǔ)償分類52-53
• 5.2 刀補(bǔ)軌跡轉(zhuǎn)接情況分析53-55
• 5.3 C 刀補(bǔ)轉(zhuǎn)接矢量的計(jì)算55-59
• 5.3.1 運(yùn)動(dòng)方向單位矢量55
• 5.3.2 刀具半徑矢量55-56
• 5.3.3 直線和圓弧的等距線方程56-57
• 5.3.4 縮短型轉(zhuǎn)接矢量的計(jì)算57-59
• 5.3.5 伸長型與插入型刀具半徑矢量計(jì)算與圓弧過渡59
• 5.4 C 刀補(bǔ)執(zhí)行過程59-60
• 5.5 仿真驗(yàn)證60-62
• 5.6 結(jié)論62-63
• 第六章 高速插補(bǔ)算法在雕刻機(jī)數(shù)控系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)63-74
• 6.1 引言63
• 6.2 高速雕刻機(jī)數(shù)控平臺(tái)概述63-66
• 6.2.1 數(shù)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)63-65
• 6.2.2 數(shù)控系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)65-66
• 6.3 簡單曲線插補(bǔ)在DSP 中的實(shí)現(xiàn)66-70
• 6.3.1 簡單曲線插補(bǔ)在DSP 中的實(shí)現(xiàn)的具體過程66-67
• 6.3.2 智能數(shù)學(xué)庫（IQmath）的應(yīng)用67-69
• 6.3.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證69-70
• 6.4 NURBS 曲線插補(bǔ)算法的具體實(shí)現(xiàn)70-74
• 6.4.1 NURBS 曲線插補(bǔ)算法實(shí)現(xiàn)的具體過程70-71
• 6.4.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證71-74
• 第七章 總結(jié)與展望74-75
• 7.1 全文總結(jié)74
• 7.2 研究展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 致謝78-79
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文79

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 楊帆;肖貝;廖知;程雯;;大“S”速度控制方法在數(shù)控雕刻系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年02期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 韓立洋;經(jīng)濟(jì)型五軸數(shù)控雕刻機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];蘇州大學(xué);2010年

2 霍亞光;插補(bǔ)方式對數(shù)控銑削加工質(zhì)量的影響[D];長安大學(xué);2011年

3 張賀云;基于開放平臺(tái)的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)[D];廣東工業(yè)大學(xué);2012年

4 趙波;四自由度微車焊接機(jī)械手控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D];武漢理工大學(xué);2012年

5 李紹琳;低成本數(shù)控雕刻機(jī)控制系統(tǒng)研究開發(fā)[D];山東大學(xué);2012年

6 李維;基于ARM和FPGA的步進(jìn)電機(jī)雕刻控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D];中南大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：高速雕刻機(jī)數(shù)控插補(bǔ)技術(shù)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：493909