摘要：为了实现航空发动机涡轮叶片复杂异型气膜冷却孔的精密低损伤加工,开发了一种基于linuxcnc开源数控系统和EtherCAT通讯总线技术,具有5个机械轴和二个光学轴的激光加工机床。文章详细介绍了机床整体方案设计、五轴运动系统设计、激光及光学系统设计、CCD视觉定位与自动聚焦系统设计、控制系统设计及软件开发与集成设计等内容。试验结果表明,该机床直线轴重复定位精度和旋转轴重复定位精度分别优于5μm和5arcsec,技术指标达到设计要求,并可实现复杂曲面上复杂气膜冷却孔阵列的低损伤制备。

摘要：为使开放式数控系统Linux CNC具有精确加工自由曲线的能力,研究了B样条曲线的数学模型及其插补原理,提出了三次B样条曲线算法,分析了Linux CNC的Motion层原理,提出了在Linux CNC系统中实现B样条曲线算法的设计步骤。实验仿真结果表明:B样条插补算法能在Linux CNC系统中实现自由曲线的加工,并在预览界面中显示出较好的曲线加工效果。

摘要：为了实现成本低廉,设计便捷、灵活、易扩展的数控系统,搭建基于EtherCAT通信总线与PC机的纯软件数控系统,并对该系统的实时性能进行了试验测试。以低成本工控机作为上位机,并集成好开源数控系统linuxcnc软件的Linux RTAI(Real-Time Application Interface)实时操作系统,下载搭建EtherCAT主从站通讯框架,实现了PC上位机即EtherCAT主站与伺服驱动器即EtherCAT从站之间的通信,完成多轴数控系统测试平台的搭建。运用WireShark软件进行数控系统的实时性测试。实验结果表明,该数控系统的平均传输时间为47.7μs,最大值为779μs,最小值为0.2μs。很好地满足了数控系统要求响应时间在1 ms及以下的实时性要求,因此该方案集成EtherCAT的linuxcnc可以用于工业机器人与通用数控机床等自动运动控制系统。

摘要：为了解决传统三轴连续纤维3D打印复杂轨迹精确成型困难的问题,设计搭建了五轴连续纤维3D打印机,该3D打印机具有5个联动轴(XYZBC)以及1个树脂螺杆挤出装置辅助轴。针对典型的3D打印控制方案存在可联动轴数少、可扩展性差、实时性差等问题,对全软件型开放式数控系统进行了研究,并将其应用于连续纤维增材制造领域。基于开源数控平台linuxcnc及EtherCAT工业以太网设计开发了面向五轴连续纤维3D打印机的全软件型开放式数控系统。通过优化RT–Preempt实时内核、开发集成IgH–EtherCAT的HAL模块,完成五轴联动控制,并将螺杆挤出轴作为主轴以实现其转速的精准控制。经测试,用户层与内核层调度最大抖动控制在5μs以内,集成EtherCAT的数控系统最大抖动<50μs,实时性较好。最后通过标准拉伸性能试验和空间点阵结构的成型试验验证了五轴连续纤维3D打印系统方案的可行性。

摘要：基于开源数控系统linuxcnc开发了适用于弯管机的数控系统,给出了系统软硬件架构及控制系统软件的设计方法,最后通过实际应用展示了系统的正确性和可靠性。实践表明该系统是一个结构简单、功能全面、经济实用的开放式数控弯管机控制系统。

摘要：具有更多自由度的七关节机械臂在保证末端运动位姿的前提下,可实现更好的避障轨迹设计,但是给控制系统研发带来很大难题。针对此问题,首先从传统的冗余机械臂运动控制算法出发,建立基于梯度投影法的逆运动学方程;然后,针对其不足,结合六关节机械臂的解析解方法,提出了一种新的既可以避免机械臂腕部碰撞,又可以对机械臂上指定点运动位姿进行监测的双插补算法,实现了具有主动避障与碰撞监测的实时运动控制算法。最后,搭建了七关节机械臂和与之配套的软硬件控制平台,开发了实时的三维仿真软件,并通过实验验证了所提算法的正确性与有效性。

摘要：为使基于linuxcnc开放式焊接机器人系统具有精确轨迹运行和加工自由曲线的能力,提出了新型速度控制算法,并基于该新型速度控制算法完成B样条曲线的数学模型及其插补原理分析,提出了3次B样条曲线瞬时速度插补算法,分析了linuxcnc的Motion层原理,给出了在linuxcnc系统中实现B样条曲线算法的设计步骤。实验仿真结果表明:B样条插补算法能在linuxcnc系统中实现自由曲线的轨迹运行,并在预览界面中显示出较好的曲线行走效果。