NURBS曲线自适应插值拟合算法

针对从DXF文件中构造的NURBS曲线,提出了一种曲线的自适应分解算法.该算法结合了NURBS曲线的形状信息,通过计算比较插补点的曲率半径与给定阈值的大小,以决定当前插补类型为直线段或是圆弧段,在满足加工精度的前提下,采用伸缩步长法使得拟合的区间尽可能大.经实际运行表明,此方法拟合的加工程序段少,能简化数值计算和编程,减少数控机床的预处理时间.该算法具有通用性,为其他曲线的插值拟合也提供了一种有效途径.     

基于PLC梯形图图元状态的实时监控算法及实现

针对数控系统中的PLC,提出了一种根据PLC梯形图中各图元状态的变化实时监控的算法.该算法先依据PLC各图元扫描值(0或1)设置梯形图中各图元的状态(黄或绿),再根据各图元的状态来设置横线和竖线的状态,从而显示各条通路的状态(全绿为通否则不通).用户在监控模式下可直观地看到PLC逻辑状态的变化,达到实时监控的目的.通过模拟验证,该算法已成功运用在高档数控国家工程研究中心的蓝天系列数控系统中.     

MECHATROLINK-Ⅲ总线I/O从站设计与实现

目前MECHATROLINK-Ⅲ总线在国内数控产品中获得了广泛应用,数控设备的开发需要大量基于MECHATROLINK-Ⅲ总线的从站.针对从站开发的需求和从站开发缺乏规范流程指导的问题,对总线从站中重要的I/0设备从站进行开发.应用SOPC技术搭建了从站的Nios系统,将驱动程序移植到该系统中,并完成通信程序实现MECHATROLINK-Ⅲ总线主从站的通信,最终实现了MECHATROLINK-Ⅲ总线的I/0从站.该I/0从站已应用于实际数控产品中,可时其他类型MECHATROLINK-Ⅲ从站的设计提供指导和参考.     

基于以太网的现场总线设计与实现

以太网与现场总线相结合,首先要解决的问题就是实时性问题,实时性问题的根源在于以太网的CSMA/CD调度机制。针对这种机制的不确定性缺陷,采用主从控制的集总帧调度机制来替代以太网的MAC层,设计了一种满足伺服运动控制ms级实时性需求的现场总线,通过FPGA验证平台进行了实现和验证,证明了设计的可行性和有效性。     

有向几何在图形化数控编程系统中的应用

为了契合数控编程系统向图形化、智能化发展的方向,丰富国产数控系统的编程方式,该文对面向车间的图形化数控编程系统进行了研究,在分析有向几何理论和图形化数控编程系统的基础上,提出了利用有向几何设计图形化数控编程系统的核心算法,实现了用图形化菜单与用户交互的编程系统.实验表明,该算法具有通用性,利用此算法实现的系统具有提高编程效率,对硬件资源占用较少等优点,对国产数控系统的发展有积极作用.     

数控系统现场总线可靠通信机制的研究

现场总线的应用是数控系统发展的必然趋势.为满足数控系统的高可靠通信需求,在分析数控系统加工精度与可靠通信关系的基础上,设计一种现场总线可靠通信机制.针对该机制,建立数控系统通信可靠性评价的指标,提出以无故障通信时间来衡量现场总线通信的可靠程度;通过概率统计方法,对该机制的可靠性进行数学分析,得出现场总线通信可靠性与通信...     

数控总线的消息安全通信方法

针对数控总线的异步及同步通信特点,提出一种在数控总线应用层之上对所传输消息采用动态循环冗余校验(Cyclicalredundancy check CRC)的消息安全通信方法.给出数控总线安全报文结构,设计出基于动态CRC校验的安全通信方法及相应算法.采用数学手段及试验测试对所提出方法与传统方法进行性能比较,证明该方法满足通信实时性要求,同时剩余错误率有明显降低,并能完全满足消息完整性等级要求.结果表明,该方法适合于数控总线消息安全通信的应用.     

基于实时发布订阅模式的数控总线通信机制研究

在研究传统通信机制基础上,针对数控总线特点,本文提出一种新型基于实时发布订阅模式的数控总线通信机制.详细阐述该机制的核心部件消息中间件的设计过程,采用形式化方法对这种机制进行分析,构建出基于概率时间自动机的系统状态转换模型,最后通过模型验证器PRISM时该机制的稳定性与实时性进行了验证.结果表明该机制满足数控总线通信要求.     

基于Unity的数字化车间改进资源动态调度算法

针对基于Unity引擎的车间仿真系统加载过程中内存占用大,导致系统在运行时存在卡顿、不流畅的现象,从模型资源加载角度设计一种资源动态调度算法.首先通过四叉树算法将场景递归的分割成多个叶子节点进行存储,然后结合资源动态调度算法以摄像机位置为中心对周边节点的资源进行预设实例化和预设销毁完成内存的管理.最后根据Unity的内存管理机制,设计并实现了对场景资源的动态调度和内存优化,实验结果表明资源动态管理算法有效控制某时刻内存中加载的数据量相对稳定降低了IO总量,避免了漫游移动时造成的内存颠簸,使系统的运行更加流畅.     

开放式数控系统网络接口技术研究

数控系统网络接口技术是实现数控机床实时信息采集的基础,是确保数控系统开放式、网络化及智能化的关键技术.通过对数控系统传统信息采集接口和基于网络的MTConnect标准的对比研究,基于后者在兼容性、跨平台性、可读性方面存在的优势,围绕开放式数控系统体系框架,本文设计一种基于MTConnect标准的开放式数控系统网络采集接口.同时,为兼容传统信息采集接口,提出一种可拓展的通用接口架构,阐述架构间模块的功能及互联方式,并从数控系统数据项抽取、数据项适配器(Adapter)、接口代理(Agent)等方面重点阐述接口的设计.最后,在自主研发的数控系统上实现网络接口,并对相关时间延迟开展了测试与分析,表明了该通用接口的正确性与实用性.