基于USB总线的微型车床开放式数控系统研究与设计

针对微型车床数控加工系统,提出并初步实现了一种便捷的基于USB总线的开放式数控系统。开放式数控系统由上位机和STM32+FPGA组成的下位机构成。研究了数控系统实时多任务调度,译码、刀补、插补算法的软件实现,针对微型车床研究了下位机的功能要求并设计了硬件电路板,研究了下位机的内存管理及运动控制的实现。提出了一种基于USB串行总线的通信方式,验证了USB在开放式数控系统中的可行性。实验证明,USB总线可以便捷高效地运用在开放式数控系统中;通过软硬件结合的方式,保证了系统具有良好的开放性、实时性和同步性。     

三次多项式加减速算法的应用研究

为减少加工过程中速度突变对加工精度和效率的影响,数控系统应具有速度控制的功能。采用三次多项式加减速控制方法,并结合时间分割法插补原理,给出了直线段、圆弧段以及两者间的过渡轨迹的详细加减速控制算法,并提供了微小线段的加减速控制策略。文中提及的算法应用在笔者参与研发的桌面型开放式数控车床上,可以保证进给速度的柔性变化,从而验证了算法的可行性。