[實用新型]一種基于ARM+FPGA雙處理器的數控插補系統

有效

• 申請號: 201520969163.0
• 申請日: 2015-11-29
• 公開（公告）號: CN205139682U
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 張萬軍
• 申請（專利權）人: 張萬軍
• 主分類號: G05B19/4103
• 分類號: G05B19/4103
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種機電一體化的數控插補系統，更具體的說，涉及一種基于ARM+FPGA雙處理器的數控插補系統。

背景技術

伴隨著科技發展和社會進步，人類對機械制造技術提出了新的和更高的要求，計算機數字控制技術(ComputerNumericalControl)隨之高速發展，數控機床的性能日趨完善，其應用領域也日益擴大，它的廣泛使用給機械制造業的生產方式、產業結構、管理方式帶來了深刻的變化。數控技術是制造業實現自動化、柔性化、集成化生產的基礎，現代CAD/CAM、FMS、CIMS等也都是以數控技術為基礎。因此數控水平的高低己成為衡量一個國家工業自動化的重要標志。

在航空、航天、船舶、汽車電子消費品等加工領域，具有復雜曲面(曲線)的產品是廣泛存在的，如飛行器外殼、發動機葉片等一些重要零部件，根據其實現的功能及特殊的力學原理，往往由多張復雜、自由型的曲面(曲線)拼合而成。另外，刀具、模具、汽車車身覆蓋件等的生產中，也需要對一些復雜曲面進行加工。含有復雜曲面的產品或零件在現代制造業中所占的比例越來越大，同時對加工的精度和效率的要求也越來越高。數控(NumericalControlled,NC)加工技術特別是計算機數控(ComputerNumericalControlled,CNC)技術的迅速發展，在大幅度地縮短產品制造周期的同時、極大地提高了產品的加工質量。它集計算機控制、高性能伺服驅動和精密加工技術于一體，應用于復雜曲面的高效、精密、自動化加工。可實現極其復雜的零件的快速成形和小批量生產，特別是打樣可快速交貨且精度高。所有這些問題的出現，要求數控機床必須具有高速、高精度的加工能力，同時也要求數控機床具有良好插補處理功能。

插補技術是數控系統的核心，在CNC裝置所要實現的各項功能中實時性要求最高、插補速度的快慢，直接影響到整個數控系統控制功能的實現，如進給速度、加工精度、勞動生產率等因素。在數控插補技術中研究一種很好的插補算法對整個CNC系統的性能指標至關重要，所采用的插補算法的好壞直接決定著數控系統的插補功能強弱和運動控制的好壞，可以說插補是整個CNC系統控制軟件的核心。長期以來人們致力于設計精巧的插補算法：插補數據少、算法簡單、插補精度高、便于控制進給速度。

根據現有的文獻：張萬軍等作者在中文核心、科技核心期刊《制造技術與機床》2015年8期期刊發表《高檔數控機床B樣條曲線高速實時插補研究》的文章；

根據現有的文獻：張萬軍等作者在中文核心、科技核心期刊《制造技術與機床》2015年4期期刊發表《NURBS曲線定時/中斷插補算法的研究》的文章；

根據現有的文獻：張萬軍等作者在中文核心、科技核心期刊《制造技術與機床》2013年2期期刊發表《三次B樣條曲線修正算法的研究》的文章；

根據現有的文獻：張萬軍等作者在中文核心、科技核心期刊《制造技術與機床》2012年8期期刊發表《珩磨機運動控制卡的三次B樣條曲線插補算法的研究》的文章；

根據現有的文獻：張萬軍等作者在中文核心、科技核心期刊《制造業自動化》2011年11期期刊發表《NURBS曲線修正算法的研究》的文章；

根據現有的文獻：ZhangWanjun(張萬軍),ZhangFengandZhangGuohua作者在《AppliedMechanicsandMaterials》2014年12期國際期刊發表《ResearchonmodificationalgorithmofCubicB-splinecurveinterpolationtechnology》((國際工程索引EI(JA)：20152801018693)的文章；

根據現有的文獻：ZhangWanjun(張萬軍),ZhangFengandZhaoJunhai作者在《AppliedMechanicsandMaterials》2014年12期國際期刊發表《ResearchonaalgorithmofadaptiveinterpolationforNURBScurve》((國際工程索引EI(JA)：20152801018372)的文章等所述：數控加工經常會遇到如飛機機翼、飛機葉輪等許多具有復雜外形輪廓的零件，通常用NURBS曲線表示。

隨著嵌入式的數控系統發展，以前的數控插補系統在體系和結構上存在很大的局限性，主要表現在：