文档介绍：西南交通大学
硕士学位论文
基于FPGA技术的数控插补器算法改进研究
姓名:陈宏臣
申请学位级别:硕士
专业:机械制造及其自动化
指导教师:杨坤怡
20100401
要摘西南交通大学硕士研究生学位论文第本课题涉及先进的技术引入到数控插补畴某些算法的改进,主要目的是更好的利用具有系统芯片化、高可靠性、开发设计周期短等特点,及具有系统内可再编程的性能,来解决目前软件插补速度慢而硬件插补设计复杂、调整和修改困难的缺点。本课题采用布枋鲇镅陨杓屏酥鸬惚冉戏ā⑹只址ā⒈冉匣法这三种插补算法的直线和圆弧的插补电路模块,并将这六个模块整合在一个模块中。对于插补电路模块设计正确性的验证,本论文使用仿真软件对插补电路模块进行仿真验证,验证了插补电路模块设计的正确性。论文还利用设计了插补轨迹模拟软件,通过向插补电路模块输入各种不同的数据进行插补,然后利用该软件对插补电路模块所插补出来的轨迹数据进行模拟,进一步验证了该插补电路模块设计的正确性。论文还结合插补电路设计,对插补算法的某些方面进行了有效的修正。如在处理逐点比较法圆弧插补终点判别时,对于插补整圆的情况进行了修正;在处理数字积分法圆弧插补终点判别时,论文提出了两坐标结合的方法;在比较积分法圆弧插补模块的设计中,进行了插补误差的修正等。关键词::数控;插补;硬件描述语言;仿真;
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例叫学位论文作者签名:陌宏压戤槐C芤皇褂帽臼谌ㄊ椤冢喝缰#。西南交通大学学位论文版权使用授权书轹如一归年解密后适用本授权书;朐谝陨戏娇蚰诖颉ā本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于C芸冢
学位论文作者签名:甲有.’双臣同期:之甹.≥西南交通大学硕士学位论文主要工作毕声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下:采用布枋鲇镅陨杓屏酥鸬惚冉戏ā⑹只址ā⒈冉匣址ㄕ馊种插补算法的直线和圆弧的插补电路模块,并将这六个模块整合在一个模块中。使用仿真软件对插补电路模块进行了仿真,验证了插补电路模块设计的正确性。使用设计了插补轨迹模拟软件,来辅助插补电路模块的设计。通过向插补电路模块输入各种不同的数据进行插补,然后利用该软件对所插补出来的轨迹数据进行模拟,进一步验证了插补电路模块设计的正确性。论文结合插补电路设计,对插补算法的某些方面进行了有效的修正,取得了比较好的效果。本人郑重声明:所呈交的学位论文,是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。
第一章绪论弟一早珀课题的研究意义运动控制功能芯片成为可能。特别是近几年兴起的基于硬件复用技术的国内外现状分析值。由于每个中间点计算所占用时间直接影响数控系统的控制速度,各中间点的计算西南交通大学硕士研究生学位论文第插补的任务就是在一段零件轮廓的起点和终点之间,计算出若干个中间点的坐标精度将影响零件的加工精度,所以插补技术对数控系统装置的性能指标至关重要。可以说插补技术是数控系统装置控制的核心。传统的纯软件数控系统存在处理速度受硬件和算法复杂度制约、可靠性不高等缺点,并已经逐渐成为制约数控加工速度的瓶颈。采用硬件电路实现控制功能则具有处理速度快、可靠性高的优点。为此,可以引入先进的,片上系统理念禾篒ㄓ眉傻缏设计技术,也就是针对制约数控系统处理速度提高的瓶颈设计独立的硬件电路来承担相应的数控功能,从而达到提高数控机床综合加工能力的目的。国外一些著名的数控系统公司等蠖嗖捎肁际趼废撸⑶液诵募际醵晕夜敌蟹馑U攵上述现状,本文提出基于电路的二次开发和在线编程能力将传统的软件插补程序进行硬化实现,且基于技术设计的数控插补电路具有系统芯片化、高可靠性、开发设计周期短等特点,从而使获得具有自主知识产权的即插即用型高速硬件插补电路模块成为可能。目前数控系统所使用的插补器多为软件插补器,软件插补器虽然有很多优点,但软件插补受计算机软件运算速度限制,插补的速度、精度等性能指标难以满足高速实时控制的要求,并已经逐渐成为制约数控加工速度的瓶颈。对于超高速加工场合,随着数控设备中关键功能部件毕呓欧ピ!⒋蠊β实缰髦岷吞沾芍岢械的技术突破,如果继续采用全软件方法来实现数控加工功能,其速度和加工效率将无法得到进一步提高。在数字计算机系统、数控机床、数字控制系统、数字测量系统等领域中,殖】杀喑堂耪罅技术的应