五轴联动插补算法和数控多任务调度研究

摘要

本文对五轴联动插补算法和数控多任务调度进行了研究。文章介绍了NURBS曲线曲面相关理论，探讨了插补算法的基本思想以及五轴联动曲面实时插补算法的几个关键问题，包括：“z”形加工路径的实现、沿曲线加工时速度和精度的控制、曲线段之间的顺利过渡、两个转动轴的求解、行间残留误差的控制、利用NURBS的局部性质提高插补速度以及关于加减速控制和行间过渡的讨论等。本文提出的这种插补算法计算简单、速度快，不仅能满足精度要求，还能满足插补实时性要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景及意义

1.1.1数控技术概述

1.1.2数控技术的发展现状

1.1.3数控技术向开放式发展

1.1.4开放式数控系统是我国数控技术发展的机遇

1.1.5数控插补算法的发展现状

1.1.6本课题的研究意义

1.2论文的主要研究内容

第二章方案设计与相关技术介绍

2.1方案设计

2.2相关技术介绍

2.2.1五轴(坐标)联动数控技术

2.2.2 NURBS介绍

2.2.3 μC/OS-Ⅱ介绍

2.3小结

第三章NURBS曲线曲面相关理论

3.1 NURBS方法的发展过程

3.2 B样条曲线曲面的定义、性质及算法

3.2.1 B样条曲线曲面的定义

3.2.2 B样条的性质

3.2.3求B样条曲线上点的de Boor算法

3.2.4 B样条曲线导矢的求法

3.3 NURBS曲线曲面的定义及算法

3.3.1 NURBS曲线曲面的定义

3.3.2 NURBS曲线上点的求法

3.3.3 NURBS曲线导矢的求法

3.4小结

第四章插补算法

4.1插补算法思想

4.2 NURBS曲线插补

4.2.1预估校正方法

4.2.2曲线段间的过渡

4.3“Z”形走刀方式的实现

4.4求刀位文件

4.5参数ω的确定

4.6利用NURBS的局部性质减少计算量

4.7关于加减速控制和刀具行间过渡的讨论

4.7.1加减速控制概况

4.7.2曲面实时插补加减速控制方法

4.7.3行间过渡方法

4.7.4加减速控制模式

4.7.5讨论

4.8小结

第五章μC/OS-Ⅱ工作原理和多任务调度设计

5.1概述

5.2 μC/OS-Ⅱ的移植

5.2.1 μC/OS-Ⅱ对处理器的要求

5.2.2移植需要重写的代码

5.3μC/OS-Ⅱ工作原理

5.3.1任务、时钟节拍、就绪表和μC/OS-Ⅱ通信机制

5.3.2 μC/OS-Ⅱ的初始化

5.3.3多任务启动

5.3.4任务切换

5.4多任务调度设计

5.4.1数控多任务设计

5.4.2多任务调度

5.5小结

第六章算法仿真与多任务调度测试

6.1插补算法仿真

6.1.1 MATLAB与C语言混合编程

6.1.2部分仿真图和数据

6.1.3仿真图及数据分析

6.2多任务调度测试

6.2.1硬件平台简介

6.2.2移植μC/OS-Ⅱ到S3C44B0X

6.2.3多任务调度测试

6.2.4串口通信

6.2.5 LCD显示

6.3小结

结论与展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢

附录