[实用新型]一种基于ARM+FPGA双处理器的数控插补系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机电一体化的数控插补系统，更具体的说，涉及一种基于ARM+FPGA双处理器的数控插补系统。

背景技术

伴随着科技发展和社会进步，人类对机械制造技术提出了新的和更高的要求，计算机数字控制技术(ComputerNumericalControl)随之高速发展，数控机床的性能日趋完善，其应用领域也日益扩大，它的广泛使用给机械制造业的生产方式、产业结构、管理方式带来了深刻的变化。数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，现代CAD/CAM、FMS、CIMS等也都是以数控技术为基础。因此数控水平的高低己成为衡量一个国家工业自动化的重要标志。

在航空、航天、船舶、汽车电子消费品等加工领域，具有复杂曲面(曲线)的产品是广泛存在的，如飞行器外壳、发动机叶片等一些重要零部件，根据其实现的功能及特殊的力学原理，往往由多张复杂、自由型的曲面(曲线)拼合而成。另外，刀具、模具、汽车车身覆盖件等的生产中，也需要对一些复杂曲面进行加工。含有复杂曲面的产品或零件在现代制造业中所占的比例越来越大，同时对加工的精度和效率的要求也越来越高。数控(NumericalControlled,NC)加工技术特别是计算机数控(ComputerNumericalControlled,CNC)技术的迅速发展，在大幅度地缩短产品制造周期的同时、极大地提高了产品的加工质量。它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工。可实现极其复杂的零件的快速成形和小批量生产，特别是打样可快速交货且精度高。所有这些问题的出现，要求数控机床必须具有高速、高精度的加工能力，同时也要求数控机床具有良好插补处理功能。

插补技术是数控系统的核心，在CNC装置所要实现的各项功能中实时性要求最高、插补速度的快慢，直接影响到整个数控系统控制功能的实现，如进给速度、加工精度、劳动生产率等因素。在数控插补技术中研究一种很好的插补算法对整个CNC系统的性能指标至关重要，所采用的插补算法的好坏直接决定着数控系统的插补功能强弱和运动控制的好坏，可以说插补是整个CNC系统控制软件的核心。长期以来人们致力于设计精巧的插补算法：插补数据少、算法简单、插补精度高、便于控制进给速度。

根据现有的文献：张万军等作者在中文核心、科技核心期刊《制造技术与机床》2015年8期期刊发表《高档数控机床B样条曲线高速实时插补研究》的文章；

根据现有的文献：张万军等作者在中文核心、科技核心期刊《制造技术与机床》2015年4期期刊发表《NURBS曲线定时/中断插补算法的研究》的文章；

根据现有的文献：张万军等作者在中文核心、科技核心期刊《制造技术与机床》2013年2期期刊发表《三次B样条曲线修正算法的研究》的文章；

根据现有的文献：张万军等作者在中文核心、科技核心期刊《制造技术与机床》2012年8期期刊发表《珩磨机运动控制卡的三次B样条曲线插补算法的研究》的文章；

根据现有的文献：张万军等作者在中文核心、科技核心期刊《制造业自动化》2011年11期期刊发表《NURBS曲线修正算法的研究》的文章；

根据现有的文献：ZhangWanjun(张万军),ZhangFengandZhangGuohua作者在《AppliedMechanicsandMaterials》2014年12期国际期刊发表《ResearchonmodificationalgorithmofCubicB-splinecurveinterpolationtechnology》((国际工程索引EI(JA)：20152801018693)的文章；

根据现有的文献：ZhangWanjun(张万军),ZhangFengandZhaoJunhai作者在《AppliedMechanicsandMaterials》2014年12期国际期刊发表《ResearchonaalgorithmofadaptiveinterpolationforNURBScurve》((国际工程索引EI(JA)：20152801018372)的文章等所述：数控加工经常会遇到如飞机机翼、飞机叶轮等许多具有复杂外形轮廓的零件，通常用NURBS曲线表示。

随着嵌入式的数控系统发展，以前的数控插补系统在体系和结构上存在很大的局限性，主要表现在：