一种基于复杂曲线插补的数控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于复杂曲线插补的数控系统，包括人机对话装置、工业计算机、运动控制卡、数控装置；所述的运动控制卡包括CNC系统、PLC系统、实时数据处理模块、I/O接口模块；所述的工业计算机，主频为1500Hz，与运动控制卡相连接，所述的运动控制卡，左端与人机对话装置相连接，上端与工业计算机相连接，右端与数控装置；所述的实时数据处理模块，上端分别与CNC系统、PLC系统相连接，右端与I/O接口模块相连接；所述的I/O接口模块与数控装置相连接，完成复杂曲线的数控加工。其优点在于：本实用新型专利技术的数控系统结构简单、能够独立的加工复杂曲线，能提高插补效率，降低了成本低，能产生很好的经济和社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种机电一体化的数控插补系统，更具体的说，涉及一种基于复杂曲线插补的数控系统。
技术介绍
在航空、航天、船舶、汽车电子消费品等加工领域，具有复杂曲面(曲线)的产品是广泛存在的，如飞行器外壳、发动机叶片等一些重要零部件，根据其实现的功能及特殊的力学原理，往往由多张复杂、自由型的曲面(曲线)拼合而成。另外，刀具、模具、汽车车身覆盖件等的生产中，也需要对一些复杂曲面进行加工。含有复杂曲面的产品或零件在现代制造业中所占的比例越来越大，同时对加工的精度和效率的要求也越来越高。数控(NumericalControlled,NC)加工技术特别是计算机数控(ComputerNumericalControlled,CNC)技术的迅速发展，在大幅度地缩短产品制造周期的同时、极大地提高了产品的加工质量。它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工。可实现极其复杂的零件的快速成形和小批量生产，特别是打样可快速交货且精度高。所有这些问题的出现，要求数控机床必须具有高速、高精度的加工能力，同时也要求数控机床具有良好插补处理功能。根据现有的文献：张万军作者在《制造技术与机床》2015年8期期刊发表《高档数控机床B样条曲线高速实时插补研究》一文；根据现有的文献：张万军作者在《制造技术与机床》2015年4期期刊发表《NURBS曲线定时/中断插补算法的研究》一文；根据现有的文献：张万军作者在《制造技术与机床》2013年2期期刊发表《三次B样条曲线修正算法的研究》一文；根据现有的文献：ZhangWanjun(张万军),ZhangFengandZhangGuohua作者在《AppliedMechanicsandMaterials》2014年12期国际期刊发表《ResearchonmodificationalgorithmofCubicB-splinecurveinterpolationtechnology》((EI(JA)：20152801018693)一文；根据现有的文献：ZhangWanjun(张万军),ZhangFengandZhaoJunhai作者在《AppliedMechanicsandMaterials》2014年12期国际期刊发表《ResearchonaalgorithmofadaptiveinterpolationforNURBScurve》((EI(JA)：20152801018372)一文。上述文献所述：数控加工经常会遇到如飞机机翼、飞机叶轮等许多具有复杂外形轮廓的零件。根据现有的文献；兰州理工大学的张万军作者《复杂曲线曲面插补技术修正算法的研究》一文所述：如飞行器外壳、发动机叶片等一些重要零部件，根据其实现的功能及特殊的力学原理，往往由多张复杂、自由型的曲面(曲线)拼合而成，要进行复杂曲线的数控加工。随着嵌入式的数控系统发展，以前的数控插补系统在体系和结构上存在很大的局限性，主要表现在：(1)、以前的数控插补系统没有采用模块化的结构，数控系统组成结构复杂、数控插补功能复杂，其结构不包括人机对话装置、工业计算机、运动控制卡、数控装置，而且数控系统的互换性、通用性较差；(2)、以前的数控插补系统没有很采用X轴伺服驱动装置、Y轴伺服驱动装置、Z轴伺服驱动装置，其执行能力不强；(3)、以前的数控插补系统很少采用CNC系统、PLC系统、实时数据处理模块、I/O接口模块，在复杂曲线插补的过程中，不能能产生很好的经济和社会效益。
技术实现思路
一种基于复杂曲线插补的数控系统，包括人机对话装置、工业计算机、运动控制卡、数控装置；所述的运动控制卡包括CNC系统、PLC系统、实时数据处理模块、I/O接口模块；所述的工业计算机，主频为1500Hz，与运动控制卡相连接，所述的运动控制卡，左端与人机对话装置相连接，上端与工业计算机相连接，右端与数控装置；所述的CNC系统，通过PLC系统进行数据的处理；同时，也通过实时数据处理模块，来实现零件加工程序产生刀具的加工轨迹，控制数控装置运动，实现零件的加工；所述的PLC系统，一端与CNC系统相连接，另一端与实时数据处理模块相连接，所述的PLC系统，一端接收CNC系统的加工信息，另一端将接收到的CNC系统的加工信息输入实时数据处理模块中进行加工数据的处理；所述的实时数据处理模块，上端分别与CNC系统、PLC系统相连接，右端与I/O接口模块相连接；所述的I/O接口模块与数控装置相连接，完成复杂曲线的数控加工。所述的人机对话装置包括键盘、触摸屏、存储器。进一步地，所述的键盘为无线键盘，所述的无线键盘包括键盘盒、无线键盘信号接收器、小型104键的键盘，所述的键盘，放置在人机对话装置的最上端。进一步地，所述的触摸屏，安装在人机对话装置的正中间位置。进一步地，所述的存储器包括CF存储器、SDRAM存储器，所述的存储器，安装在人机对话装置的最下端。进一步地，所述的CF存储器，通过CF卡的卡托安装在存储器的外侧。进一步地，所述的SDRAM存储器，安装在存储器的中间位置。进一步地，所述的数控装置包括伺服驱动装置、检测装置。进一步地，所述的伺服驱动装置包括X轴伺服驱动装置、Y轴伺服驱动装置、Z轴伺服驱动装置。进一步地，所述的X轴伺服驱动装置包括X轴伺服装置、X轴驱动装置。进一步地，所述的X轴伺服装置，左端安装X轴伺服轴1、右端安装X轴伺服电机1。进一步地，所述的X轴驱动装置，左端X轴联轴器、右端安装X轴驱动器1。进一步地，所述的Y轴伺服驱动装置包括Y轴伺服装置、Y轴驱动装置。进一步地，所述的Y轴伺服装置，左端安装Y轴伺服轴1、右端安装Y轴伺服电机2。进一步地，所述的Y轴驱动装置，左端Y轴联轴器、右端安装Y轴驱动器2。进一步地，所述的Z轴伺服驱动装置包括Z轴伺服装置、Z轴驱动装置。进一步地，所述的Z轴伺服装置，左端安装Z轴伺服轴1、右端安装Z轴伺服电机3。进一步地，所述的Z轴驱动装置，左端Z轴联轴器、右端安装Z轴驱动器3。进一步地，所述的检测装置，安装在数控装置的右端，设有脉冲编码器。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：1)、本专利技术采用模块化的组合式结构，包括人机对话装置、工业计算机、运动控制卡、数控装置；所述的运动控制卡包括CNC系统、PLC系统、实时数据处理模块、I/O接口模块；所述的工业计算机，主频为1500Hz，与运动控制卡相连接，所述的运动控制卡，左端与人机对话装置相连接，上端与工业计算机相连接，右端与数控装置；所述的CNC系统，通过PLC系统进行数据的处理；同时，也通过实时数据处理模块，来实现零件加工程序产生刀具的加工轨迹，控制数控装置运动，实现零件的加工；所述的PLC系统，一端与CNC系统相连接，另一端与实时数据处理模块相连接，所述的PLC系统，一端接收CNC系统的加工信息，另一端将接收到的CNC系统的加工信息输入实时数据处理模块中进行加工数据的处理；所述的实时数据处理模块，上端分别与CNC系统、PLC系统相连接，右端与I/O接口模块相连接；所述的I/O接口模块与数控装置相连接，完成复杂曲线的数控加工。2)、本专利技术采用模块化的运动控制卡，左端与人机对话装置相连接，上端与工业计算机相连接，右端与数控装置；所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于复杂曲线插补的数控系统，其特征在于：包括人机对话装置、工业计算机、运动控制卡、数控装置；所述的运动控制卡包括CNC系统、PLC系统、实时数据处理模块、I/O接口模块；所述的工业计算机，主频为1500Hz，与运动控制卡相连接，所述的运动控制卡，左端与人机对话装置相连接，上端与工业计算机相连接，右端与数控装置；所述的CNC系统，通过PLC系统进行数据的处理；同时，也通过实时数据处理模块，来实现零件加工程序产生刀具的加工轨迹，控制数控装置运动，实现零件的加工；所述的PLC系统，一端与CNC系统相连接，另一端与实时数据处理模块相连接，所述的PLC系统，一端接收CNC系统的加工信息，另一端将接收到的CNC系统的加工信息输入实时数据处理模块中进行加工数据的处理；所述的实时数据处理模块，上端分别与CNC系统、PLC系统相连接，右端与I/O接口模块相连接；所述的I/O接口模块与数控装置相连接，完成复杂曲线的数控加工。

【技术特征摘要】
1.一种基于复杂曲线插补的数控系统，其特征在于：包括人机对话装置、工业计算机、运动控制卡、数控装置；所述的运动控制卡包括CNC系统、PLC系统、实时数据处理模块、I/O接口模块；所述的工业计算机，主频为1500Hz，与运动控制卡相连接，所述的运动控制卡，左端与人机对话装置相连接，上端与工业计算机相连接，右端与数控装置；所述的CNC系统，通过PLC系统进行数据的处理；同时，也通过实时数据处理模块，来实现零件加工程序产生刀具的加工轨迹，控制数控装置运动，实现零件的加工；所述的PLC系统，一端与CNC系统相连接，另一端与实时数据处理模块相连接，所述的PLC系统，一端接收CNC系统的加工信息，另一端将接收到的CNC系统的加工信息输入实时数据处理模块中进行加工数据的处理；所述的实时数据处理模块，上端分别与CNC系统、PLC系统相连接，右端与I/O接口模块相连接；所述的I/O接口模块与数控装置相连接，完成复杂曲线的数控加工。2.如权利要求1所述的一种基于复杂曲线插补的数控系统，其特征在于：所述的人机对话装置包括键盘、触摸屏、存储器；(1)、所述的键盘为无线键盘，所述的无线键盘包括键盘盒、无线键盘信号接收器、小型104键的键盘，所述的键盘，放置在人机对话装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：张万军，
申请(专利权)人：张万军，
类型：新型
国别省市：甘肃;62