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《中国人民解放军国防科学技术大学》 2000年
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开放性数控系统关键技术研究

张明亮  
【摘要】: 21世纪的制造业面临史无前例的变化,制造企业对市场变化的响应能力已经成为企业最重要的竞争优势。目前,建立开放式体系结构的控制系统已经成为世界范围内工业界的共识。开放性数控是数控技术发展的必然趋势,开放性的体系结构给CNC生产厂家、机床制造厂和用户都带来了许多益处。当前发达国家正在紧锣密鼓地进行着开放式数控系统的研究,我国的数控产业要想在竞争中立于不败之地,不但要具有雄厚的开发力量,还必须有敏锐的超前意识。目前为止,国内数控系统还停留在比较低的档次上,对于数控体系结构的研究还处于具体实现的层次。本文的目的是在这一领域开展研究,以缩短我国在该方向的差距。本文对开放性数控的体系结构和实现的关键性技术进行了研究,主要内容包括: 1、通过对于现有的开放性数控的体系结构的分析,并借鉴信息技术领域的相关体系结构,建立了新型的开放性数控的体系结构——构件化控制器(Component Architecture Controller),对其的组成和结构进行了论述,并且阐述了该体系结构在日益开放的制造系统中广泛的适用性。 2、对于构件化控制器的关键构件的实现技术进行了探讨,提出并实现了开放性的译码算法、开放性的插补算法,提出了抽象运动平台的概念,并给出了其构件化的实现方法和构件库索引的建立方法。 3、对于Spiral曲线的性质进行了较为深入的研究,得出了其最优双圆弧逼近和双圆弧逼近的逼近误差的估计算法,并且提供一种计算效率较高的近似双圆弧逼近算法,在此基础上,实现了对于一般复杂曲线的双圆弧逼近算法。 4、对于数控加工中的NC代码验证和加工仿真算法进行了研究,提出了扫描体代数方程(SAE),将扫描体的计算问题转化为代数方程的求解问题,解决了旋转体的扫描体的计算。采用曲面的表面法矢建立了毛坯的几何模型,结合扫描体代数方程,实现了加工仿真和NC代码验证算法。 5、编制了YH-1超精密数控机床数控系统软件,该软件具有分辨率高、插补周期短的特点,并且具有光学普适方程的插补功能。采用该软件进行了加工实验,对结果进行了分析。
【学位授予单位】:中国人民解放军国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2000
【分类号】:TG659

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