摘要：针对现有轨迹生成方法难以满足高速加工的要求的问题,提出一种等残余高度螺旋轨迹直接生成方法.首先根据首末2条边界曲线的不同连接方式进行分类,对存在的3种连接方式分别设计了不同的初始螺旋轨迹生成方式;然后采用等残余轨迹生成方法偏置初始螺旋轨迹.这种直接生成的螺旋轨迹与传统通过求环形轨迹间的对角曲线生成的螺旋轨迹相比,可更好地保证加工表面的质量,同时也有效地增大了单条路径长度,具有较少的路径转接点.实例分析表明,文中方法能够满足高速加工的要求.

摘要：现场总线的应用是数控系统发展的必然趋势。为满足数控系统的高可靠通信需求,在分析数控系统加工精度与可靠通信关系的基础上,设计一种现场总线可靠通信机制。针对该机制,建立数控系统通信可靠性评价的指标,提出以无故障通信时间来衡量现场总线通信的可靠程度;通过概率统计方法,对该机制的可靠性进行数学分析,得出现场总线通信可靠性与通信站数目及最大重发次数的关系,并分析各自的影响程度;通过仿真试验,验证理论分析结果的正确性,同时将该可靠通信机制应用到数控系统现场总线中,通过实际电磁干扰测试,证明该机制的有效性。该理论研究和试验结果,对数控系统通信的可靠性设计和分析具有重要的指导作用。

摘要：针对数控总线的异步及同步通信特点,提出一种在数控总线应用层之上对所传输消息采用动态循环冗余校验(Cyclical redundancy check,CRC)的消息安全通信方法。给出数控总线安全报文结构,设计出基于动态CRC校验的安全通信方法及相应算法。采用数学手段及试验测试对所提出方法与传统方法进行性能比较,证明该方法满足通信实时性要求,同时剩余错误率有明显降低,并能完全满足消息完整性等级要求。结果表明,该方法适合于数控总线消息安全通信的应用。

摘要：针对传统嵌入式数控系统性能差、可扩展性差、人机界面不友好等特点,结合异构多核技术和现场总线技术的优点,提出并开发了一种基于异构处理器和现场总线技术的嵌入式数控系统。该数控系统运行在异构多核处理器之上,通过在不同的处理器核心上同时运行通用系统和实时系统,采用静态划分的方式将数控系统内部的任务分配到不同的处理器核心上,使用现场总线技术实现嵌入式数控系统与伺服电机之间的连接,简化数控系统与伺服驱动器之间的连线。实验证明,开发的数控系统具有良好的实时性和扩展性,验证了设计的合理性。

摘要：在分析了数控系统通信网络结构和通信特点的基础上,提出了一种新的现场总线时钟同步协议。基于该协议设计了面向数控系统应用的时钟同步机制,该机制包括通信模型、通信时序、主站调度和从站实时数据交换方法。将该机制设计的现场总线应用到数控系统中,实验表明该机制具有较高的时钟同步精度,能够满足数控系统的应用需求。

摘要：STEP-NC是面向数字制造系统的关键技术,而STEP-NC控制器又是制造系统向着集决策与控制于一体的集成系统发展的关键设备。传统的数控系统在系统兼容性和数控程序的代码移植方面存在不足,随着数字制造技术的发展已经成为制约数控技术开放化和智能化发展的"瓶颈"。因此,针对STEP-NC控制器的研究必将对数字制造技术的发展产生重大的影响。结合这种发展趋势,在系统研究STEP-NC铣削模型的基础上,提出在蓝天开放式数控系统平台上实现STEP-NC控制器的初步技术方案,并给出系统中各功能模块的实施细节。

摘要：针对基于PC的数控系统及采用传统模拟接口存在的不足,提出了一种基于ARM处理器和FPGA的总线式运动控制器设计方法,并采用了Linux+Xenomai架构的实时化构建方案。重点阐述了基于GPMC接口和FPGA的现场总线控制板的实现,及实时操作系统下内核驱动模块的编写。最后,针对中断响应延迟和中断周期抖动开展了实验。结果表明,该方法完全可满足嵌入式数控系统及现场总线通信的性能需求。

摘要：为描述数控机床加工过程中的刀具状态,提出一种基于模糊有限状态机的建模方法。由该方法建立的模型通过"状态叠加"机制定量刻画了刀具的临界属性,从而预测刀具未来状态。围绕建模步骤、模型参数优化和预测方法进行了详细讨论,定性分析了状态转换规则及输入变量,设计了一种基于遗传算法的模型参数定量优化方法,并揭示了当刀具分别处于稳态与临界态时的预测原理。实验表明,在一定预测步长内,其预测误差小于低阶线性自回归模型,同时该模型具有连续预测刀具状态的能力。

摘要：文章针对传统伺服驱动软件开发的通用性、扩展性差的问题,首次引入嵌入式组件技术,对伺服驱动软件进行可重构设计。并通过可重构示例、测试和分析,说明设计的合理性和可行性。文章对伺服驱动产品开发和控制类产品研究具有指导意义。

摘要：面向过程的 IEC- 1131- 3规范已难以满足机床控制流程表达新的应用需求 ,为了更好地支持控制器开放式体系结构设计和面向对象系统实现技术 ,我们扩展了有限状态机的基本概念 ,提出了一种机床控制流程表达的分层式有限状态机 (FSM)方法 .本文首先对分层式 FSM的组织方法、特性、形式定义等进行了详细讨论 ;为了进一步阐明这种方法的表达特性 ,我们介绍了一种分层式 FSM表达的机床控制器总体结构 ,并讨论了这种结构下的开放性设计表达和系统实现等相关问题 .