| 【中文题名】 | 基于复杂曲线插补的数控关键技术的研究与实现 |
| 【英文题名】 | Research and Implementation of the Key Technology of NC Based on Complex Curve Interpolation |
| 【学科专业】 | 计算机应用技术 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-7-5 |
| 【中关键词】 | 数控系统,NURBS插补,图形仿真,软PLC,参数曲线,PLC编辑器 |
| 【英关键词】 | NC system,NURBS interpolation,Graphics simulation,Soft PLC,Parameter curve,PLC editor, |
| 【分类导航】 | 工业技术>金属学与金属工艺>金属切削加工及机床>程序控制机床、数控机床及其加工>> |
| 【论文摘要】 | 数控技术是近代发展起来的一种自动控制技术,是用数字化的信息实现机床控制的一种方法,也是现代制造技术中最关键的环节。数控插补技术是数控系统的核心技术,其功能强弱直接影响着数控加工质量。图形仿真及软PLC技术也是数控加工系统不可或缺的关键技术,对数控加工有着不可忽视的影响。本文结合ANC-45M加工中心数控系统的研制对基于复杂曲线插补的数控关键技术进行了研究。
本文首先在分析传统基准脉冲插补、数据采样插补算法的基础上,着重研究了NURBS曲线实时插补技术及其插补改进算法。现有的NURBS曲线直接插补算法有着弓高难以控制,加工安全等问题。提出的改进算法采用动态确定进给步长的方法来求取参数空间上的参数增量,进给步长受到数控系统最大进给步长、最大弓高误差以及最大法向加速度等因素的约束,从而能做到在不降低加工速度的情况下进行高精度的安全加工。
其次,数控图形仿真几何建模技术研究。介绍了线框模型、实体模型、曲面离散矢量等几何仿真模型,分析比较了它们的优缺点。接着引出了针对用线框图进行动态图形仿真的缺点,采用层次感技术来改善基于线框图的数控图形仿真的真实感问题。
然后,在对数控系统中传统硬PLC及软PLC技术分析... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-6 |
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ABSTRACT |
6-11 |
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第1章 绪论 |
11-19 |
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1.1 研究背景和现状 |
11-16 |
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1.1.1 数控系统技术的发展历程 |
12-13 |
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1.1.2 现代数控系统的技术特征 |
13-14 |
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1.1.3 我国数控技术的发展 |
14-15 |
|
1.1.4 数控插补技术的研究进展 |
15-16 |
|
1.2 课题的选题依据、目的和意义 |
16-17 |
|
1.3 课题来源及论文的主要研究内容 |
17-18 |
|
1.4 论文结构 |
18-19 |
|
第2章 数控插补技术分析 |
19-24 |
|
2.1 基本插补算法 |
19-22 |
|
2.1.1 基准脉冲插补 |
19-20 |
|
2.1.2 数据采样插补 |
20-22 |
|
2.2 参数曲线的实时插补算法 |
22-23 |
|
2.3 本章小结 |
23-24 |
|
第3章 NURBS 曲线及其插补改进算法 |
24-35 |
|
3.1 NURBS 曲线基础理论 |
24-26 |
|
3.1.1 B 样条曲线的定义 |
25 |
|
3.1.2 NURBS 曲线的概念 |
25-26 |
|
3.2 NURBS 参数曲线现有插补算法 |
26-27 |
|
3.3 基于加工步长控制的实时插补改进算法 |
27-34 |
|
3.3.1 轮廓误差分析与控制 |
28-30 |
|
3.3.2 进给加速度分析与控制 |
30-31 |
|
3.3.3 期望进给步长? Li 的计算 |
31-32 |
|
3.3.4 NURBS 实时插补改进的实现 |
32-34 |
|
3.4 本章小结 |
34-35 |
|
第4章 仿真几何建模技术研究 |
35-43 |
|
4.1 仿真技术概述 |
35-36 |
|
4.2 线框模型 |
36-37 |
|
4.3 直接实体造型法 |
37-39 |
|
4.3.1 构造的实体几何法 |
37-38 |
|
4.3.2 八叉树表示法 |
38-39 |
|
4.4 基于图像空间的方法 |
39-40 |
|
4.5 基于离散矢量求交的方法 |
40-41 |
|
4.6 基于三角网格的方法 |
41-42 |
|
4.7 本章小结 |
42-43 |
|
第5章 数控系统的软PLC 技术研究 |
43-52 |
|
5.1 数控系统中的可编程控制器(PLC) |
43-47 |
|
5.1.1 PLC 系统的组成 |
43-44 |
|
5.1.2 PLC 的工作机制 |
44-46 |
|
5.1.3 PLC 的程序编制 |
46 |
|
5.1.4 PLC 在数控系统中的应用 |
46-47 |
|
5.2 数控系统软PLC 技术 |
47-48 |
|
5.3 ANC-45M 数控系统软PLC 技术 |
48-51 |
|
5.3.1 NC-PMC-机床本体三者之间的数据联系 |
48-50 |
|
5.3.2 软PLC 系统组成结构 |
50-51 |
|
5.4 本章小结 |
51-52 |
|
第6章 加工中心数控系统的设计与实现 |
52-78 |
|
6.1 ANC-45M 系统简介 |
52-56 |
|
6.1.1 硬件系统结构 |
52-53 |
|
6.1.2 MMC 软件系统结构 |
53-56 |
|
6.2 NURBS 曲线实时插补器设计与实现 |
56-62 |
|
6.2.1 求NURBS 曲线上某点的坐标 |
57-58 |
|
6.2.2 求NURBS 曲线上某点处的导矢 |
58-59 |
|
6.2.3 NURBS 曲线实时插补的速度控制 |
59-62 |
|
6.2.4 插补器的实时性测试 |
62 |
|
6.3 图形仿真器的设计与实现 |
62-72 |
|
6.3.1 定义 |
63 |
|
6.3.2 三维立体空间到三维平面空间的转换 |
63-69 |
|
6.3.3 三维平面坐标到二维平面坐标的转换 |
69-70 |
|
6.3.4 三维图形层次感的研究与实现 |
70-71 |
|
6.3.5 ANC-45M 功能实现 |
71-72 |
|
6.4 PLC 编辑器的研究与设计 |
72-77 |
|
6.4.1 梯形图主要功能实现 |
72-74 |
|
6.4.2 语句表主要功能设计与实现 |
74-77 |
|
6.5 本章小结 |
77-78 |
|
结论 |
78-80 |
|
参考文献 |
80-84 |
|
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
84-85 |
|
致谢 |
85-86 |
|
作者简介 |
86 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.378829 |
