激光切割以其切割应用范围广、速度高、切缝窄、热影响区小、加工柔性好等优点而广泛应用于各种加工领域,是激光加工中发展最为成熟的一种技术。本文激光切割机是二维加工系统,采用飞行光路系统把激光能量传输汇聚后,从光笔输出到工件表面,利用激光的热蚀效应,由步进电机带动光笔沿X-Y平面运动,实现对非金属材料的加工。系统设计采用主从式结构,分为上位机和下位机两部分。上位机PC机软件负责图形图像的编辑处理和加工数据的传输;下位机DSP接收到由上位机传送的加工数据后,通过一系列插补、速度控制等算法处理转化为步进电机和激光的控制指令,从而实现对非金属板材的加工。近年来,随着应用领域的拓展和计算机技术的迅速发展,加工部件的图形轮廓越来越复杂,数据传输量越来越大,这就对数据传输高速性、实时性、可靠性提出了越来越高的要求;对加工速度和精度的要求越来越高;且插补算法也在不断地进行完善和更新。这就需要不断改进与提高软件和硬件的性能以满足要求。本文解决数据传输过程中的高速、实时问题主要采用USB2.0接口来实现。它以灵活、方便、应用范围广、通信稳定、成本低廉等优点,使USB2.0接口成为PC机的通用接口,尤其在总线实现传输速度达到480Mbps之后,其应用范围更加广阔。针对复杂加工零件高速精密加工的需求,提出了一种NURBS曲线的实时插补算法,保证插补精度、插补实时性。给出的S型曲线加减速算法能克服传统加减速算法的缺点,获得平滑的速度和加速度。本文首先介绍了激光切割技术的基本原理、特点以及其在国内外的发展现状,论述了选题的背景及意义。其次重点介绍了本系统激光切割机的整体框架、工作原理;详细论述了基于USB2.0的计算机和DSP间的高速数据传输以及DSP中的NURBS曲线插补和S加减速控制方法。在USB2.0实现高速数据传输中,介绍了USB2.0的基本情况、系统的硬件电路设计、软件实现以及USB2.0调试。下位机DSP控制中论述了NURBS曲线插补、S曲线加减速控制的原理,及其具体实现。最后对整体论文工作进行总结,并进一步对今后激光切割技术的发展进行了展望,可以肯定的是本文所作的工作为实际应用提供理论与试验依据。