检索结果-南通市图书馆

作者：徐佰温山东大学

学位级别：硕士

在CAD应用中,NURBS(非均匀有理B样条)曲线技术已经非常成熟,但在数控加工中,由于需要实时完成大量的弧长计算和刀具半径补偿计算,使得NURBS曲线插补计算量大、耗时长,精度难以保证,限制了它的广泛应用。PH曲线的出现可能会彻底改变这一... 详细信息

在CAD应用中,NURBS(非均匀有理B样条)曲线技术已经非常成熟,但在数控加工中,由于需要实时完成大量的弧长计算和刀具半径补偿计算,使得NURBS曲线插补计算量大、耗时长,精度难以保证,限制了它的广泛应用。PH曲线的出现可能会彻底改变这一状况。将多核单片机的多核并行处理优势与Pythagorean-Hodograph(PH)曲线在数控加工方面的优点相结合,本文提出开发一种基于多核单片机、具有PH样条插补功能的数控系统的设想。论文首先介绍了PH曲线的定义,随后介绍了PH曲线的弧长和偏置曲线的计算表达式。由其表达式可以看出,PH曲线的弧长和偏置曲线可以被精确计算。接着介绍了常见的三次和五次PH曲线的构造及其性质。选取美国Parallax公司的多核单片机P8X32A-D40作为数控系统的硬件平台,基于并行流水线式的软件结构,进行了各核的任务分配,提出了一种PH曲线数控系统的整体架构设计方案。接着搭建了系统硬件实验平台,完成了多核芯片外围电路、输入输出设备电路、外接步进电机电路设计。随后完成了系统主核模块以及其它各核模块的软件设计与开发,包括：CRT显示器的驱动及相关功能软件的设计,PS／2接口设备的驱动及相关功能软件设计,步进电机驱动及相关功能软件设计,PH曲线恒速进给条件下的数控代码译码模块、参数计算模块、坐标计算模块、运动控制模块的软件设计等。最后,进行了系统运行和性能测试,分析了影响插补速度的主要瓶颈。实验表明：本课题所实现的并行数控插补方案的插补速度比串行插补提高约75%,并且系统运行可靠、精度高、成本低,达到了预期的目的。课题对多核单片机数控系统的开发进行了尝试,对高速、高精样条曲线数控系统的研究与开发具有一定的理论价值和借鉴意义。

关键词： Pythagorean-Hodograph(PH)曲线多核单片机并行插补数控系统

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