開放式數控系統空間曲線插補跨卦限策略研究

劉有余，韓 江，田曉青，張國政

開放式數控系統空間曲線插補跨卦限策略研究

*劉有余1,2，韓 江2，田曉青2，張國政2

（1. 安徽工程大學先進數控和伺服驅動技術安徽省重點實驗室，安徽，蕪湖 241000；2. 合肥工業大學CIMS研究所，安徽，合肥 230009）

為簡潔實現空間曲線插補，基于開放式數控系統研究插補跨卦限策略。規劃了全軟件CNC系統和NC嵌入PC系統插補模塊的分子模塊實現理論，以圓柱螺旋線和空間直線為例，研究了坐標仿射變換、自動跨卦限處理，及基本插補子模塊調用的原理和技術。最后，用自行開發的全軟件CNC系統進行了實例驗證。實現了開放式數控系統插補模塊單元化開發，兼顧了系統開放性與實時性，相關策略和原理亦可應用于其他空間曲線的插補。

空間曲線；跨卦限插補；開放式數控系統；仿射變換

基于PC的開放式數控系統有三種類型[1]：1) PC嵌入NC。在NC內部加裝PC板，PC與NC之間以專用的總線相連接。2) NC嵌入PC。將運動控制器或整個NC單元插入PC擴展槽中，PC做非實時處理，實時控制由CNC單元或運動控制板來承擔。3) 全軟件CNC。CNC各項功能均由軟件模塊來實現，通過裝在PC擴展槽中的接口卡來控制伺服系統。全軟件CNC系統可實現CNC各層次的開放，是當今數控技術的發展方向；而NC嵌入PC系統具有良好的實時性，且開放性也較高，是高速高精數控系統的首選方案。

插補是數控系統核心模塊，傳統NC用硬件實現插補算法[2]，以確保插補任務的強實時性，現代PC運算速度已滿足軟件插補要求。插補算法一般均可實現空間直線和螺旋線（或圓弧）插補功能，有的還可實現拋物線或樣條曲線插補。……