数控切割加工具有效率高、质量好、成本低等特点,因此受国内众多的机械加工及周边行业的欢迎。然而,就现阶段情况来看,国产的数控切割机主要优势还体现在价格经济方面,在核心技术层面与国际诸多名牌还存在着一定的差距。为提高国内数控切割机床的竞争力,争取在高端市场占据更多的市场份额。本课题以开放式数控结构形式为指导思想,开发出一套具备自动编程功能和NURBS曲线插补功能的稳定性好、可靠性高的切割机数控系统。首先,火焰切割机数控系统软硬件平台的搭建。硬件以PC104总线主板为基础,对硬件的总体结构进行设计,主要包括主板的选择,数字信号接口板卡和定时中断模块的设计,译码电路以及接口扩展卡的设计等,并编写过滤芯片的防干扰程序。以Windows操作系统作为本系统的软件平台,并在C++Builder开发环境下编制出用户层应用程序。其次,火焰切割机数控系统的自动编程功能。该模块包括绘图交换文件的分析与处理,图元实体数据的有序排列,刀具参数及工艺参数的设定,刀具半径补偿功能的实现,NC代码的自动生成与校验,刀具轨迹的模拟仿真。最后,NURBS曲线插补。针对一些高精度领域的切割加工,本系统基于Cox-deBoor递推算法实现了任意次曲线的插补,避免了样条曲线基函数的迭代求解过程,降低了算法的复杂性。实现了插补过程的速度自适应控制。利用NURBS曲线仿射不变性的几何性质,对NURBS曲线的刀补算法进行研究,并对刀补算法进行模拟仿真,验证了算法的可行性。