高速数控系统研究平台构建及其预处理技术研究

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数控加工技术是现代制造技术的基础,它的广泛使用给机械制造业生产方式、产业结构、管理方式带来深刻的变化。数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础,也是现代CAD/CAM、FMS、CIMS等技术的基础。因此数控技术水平的高低已经成为衡量一个国家机械制造业水平的重要标志。 高速数控技术是现代数控技术发展的趋势之一。高速数控技术涉及的内容非常广泛,其中高速数控系统是高速数控技术实现的关键,它直接决定着高速数控加工的进给速度和轨迹精度。 虽然我国是机床生产和消费大国,但我国的数控技术却滞后于国外数控技术的发展,尤其是高速数控这门新兴的控制技术,还缺乏对关键技术的系统研究,这严重制约了我国高速加工技术的发展。高速数控系统作为高速数控加工技术的关键之一,在国内的系统研究还是刚刚起步。本文围绕高速数控系统,分析了其实现的关键技术,在比较数控系统现有的体系结构基础上,建立以“PC+PMAC(多轴运动控制器)”为结构形式的数控系统软硬件平台,并对高速数控系统的预处理技术进行了探讨,侧重在数控程序的编译、加减速控制和速度前瞻控制技术等方面进行系统研究。本文主要工作包括: 1.综述数控技术的发展历程,分析现代数控技术的主要特征和发展趋势,结合高速加工技术对数控系统的要求,分析高速数控系统的功能特点和要解决的关键技术: 2.分析比较了现有数控系统的体系结构,建立以“PC+PMAC”为体系结构的数控系统平台,完成其硬件选配、电气设计和安装以及系统软件开发等工作: 3.对高速数控系统预处理技术进行了系统的探讨,并着重对系统预处理所涉及的数控程序编译、加减速控制和速度前瞻控制等技术进行了研究,提出了基于最小时间的加减速规划策略,对速度前瞻处理所包含的圆弧段速度钳制、相邻程序段拐角处理和微程序段的进给速度优化等提出了具体的实现方法: 4.演示所开发的数控系统平台的运行,针对具体的数控程序,对所开发的数控程序编译软件进行了验证,并对进给速度S加减速规律进行了仿真。
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