一种基于ARM9嵌入式系统和FPGA的NURBS曲线分段插补方法技术方案

技术编号:8593458 阅读:282 留言:0更新日期:2013-04-18 06:34
本发明专利技术一种基于ARM9嵌入式系统和FPGA的NURBS曲线分段插补方法,采用ARM9嵌入式系统对NURBS曲线进行粗插补,完成对NURBS曲线的分段预处理,采用FPGA对分段曲线进行精插补,最后,外围电路将各进给轴运动分量以脉冲量形式输出到电动机的信号控制端口,实现电动机伺服控制;实现了NURBS曲线描述的复杂曲面零件直接加工技术,在保证加工精度的同时,提高了加工效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数控
,尤其涉及一种基于ARM9嵌入式系统及FPGA(现场可编程门阵列)的NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines,非均勻有理B样条)曲线分段插补方法。
技术介绍
NURBS技术在CAD/CAM领域已经取得了比较成功的应用。在CAD/CAM软件中,零件自由曲面的设计常采用非均匀有理B样条(NURBS)表示,而在CNC领域的应用却相对滞后。传统的CNC系统只提供直线和圆弧插补功能,不能直接加工自由曲线曲面。因而,复杂型面零件(如模具、航空航天器模型、汽车模型等)的加工必须借助于CAD/CAM系统,将零件曲线、曲面轮廓离散成大量微段直线或圆弧来加工。这种加工方法存在多方面的局限性首先,为了获得较高加工精度,CAM系统需要生成更加密集的小直线和圆弧拟合的曲线段,就需要用更多的NC代码来描述,而且随着加工精度要求的提高,NC代码量会成几何倍数增长,这样的处理方式不仅加重了 CAD/CAM系统和CNC系统的传输负担,同时也占用了过多的CNC存储空间,因此,考虑到加工时间和加工耗费,常规插补方式效率低而且不经济;其次,由于曲线是由小线段和圆弧拟合而成,会导致曲线在节点处的速度和加速度的不连续,这样会导致加工过程中的进给率波动过大,降低加工精度和表面质量;另外,还会存在频繁的加减速处理、二次插补精度丢失等问题,限制了数控加工精度和效率的进一步提高。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于ARM9嵌入式系统和FPGA的NURBS曲线分段插补方法,解决传统CNC系统在加工复杂零件时需离散成大量微段直线或圆弧,导致加工精度差效率低等问题,实现由NURBS曲线描述的复杂工件直接加工技术。本专利技术一种基于ARM9嵌 入式系统和FPGA的NURBS曲线分段插补方法,包括2个步骤I)粗插补从NC代码文件中提取NURBS曲线描述的工件信息,得到控制点集合{PJ、权因子集合{wj及指令速度F ;采用二阶泰勒展开近似法对NURBS曲线进行预插补,得到预插补点集合{(Ui, Vi, P,)},系统根据弓高误差变化情况自动识别曲线小曲率半径区,并动态调整预插补点进给速度,得到调整后的插补点速度集合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ARM9嵌入式系统和FPGA的NURBS曲线分段插补方法,其特征在于包括2个步骤:1)粗插补从NC代码文件中提取NURBS曲线描述的工件信息,得到控制点集合{Pi}、权因子集合{wi}及指令速度F;采用二阶泰勒展开近似法对NURBS曲线进行预插补,得到预插补点集合{(ui,vi,ρi)},系统根据弓高误差变化情况自动识别曲线小曲率半径区,并动态调整预插补点进给速度,得到调整后的插补点速度集合:Vm(ui)={v|v(ui)成插补点坐标;外围电路将各进给轴运动分量以脉冲量形式输出到电动机的信 号控制端口,实现电动机伺服控制。FDA00002728178100011.jpg,FDA00002728178100012.jpg...

【技术特征摘要】
1.一种基于ARM9嵌入式系统和FPGA的NURBS曲线分段插补方法,其特征在于包括2 个步骤1)粗插补从NC代码文件中提取NURBS曲线描述的工件信息,得到控制点集合{PJ、权因子集合 IwJ及指令速度F ;采用二阶泰勒展开近似法对NURBS曲线进行预插补,得到预插补点集合 {(Ui, Vi, P,)},系统根据弓...

【专利技术属性】
技术研发人员:聂明星蒋新华陈兴武李光炀邵明陈青霞聂作先朱悦涵郑积仕王光耀
申请(专利权)人:福建工程学院
类型:发明
国别省市:

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