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FPGA在数控机床轮廓插补技术中的应用与研究
资料介绍
数控技术是20世纪制造技术取得的重大成就之一，它对现代制造业影响重大，是制造业工业现代化的重要基础。发展数控技术和数控机床是当前制造工业技术改造，技术更新的必由之路。插补控制功能是数控制造系统的一个重要组成部分，是数控技术中的核心技术，其主要是在一条已知起点和终点的曲线上进行“数据点密化”过程，从而控制被加工对象的加工精度和速度。插补控制功能的性能直接代表制造系统的先进程度，它的好坏直接影响着数控加工技术的优劣，是目前数控技术急需提高和完善的环节之一。
论文在分析了数控技术的发展特点、研究对象、传统插补原理后，针对将来数控技术发展趋势和现有插补速度相对较慢，插补精度相对较低的缺点，对原有数字积分插补算法进行了改进，并针对改进后的算法设计了一套控制方案。该方案使用FPGA作为核心控制器，配合ARM粗插补软件工作，代替了以往只用PC或单片机的控制方式。该方案充分利用了FPGA可以高速并行工作的特点，能够高精度平稳的输出控制脉冲，使插补过程能够快速平稳进行。
论文描述了从总体方案设计到一些关键模块的设计思路和设计细节。根据系统功能要求，进行了总体方案，并对整个插补控制系统的功能模块进行具体设计与实施，采用优化后的快速数字积分插补算法，设计完成了FPGA核心控制器，使得输出的插补脉冲快速平稳。论文最后总结性地介绍了课题主要完成的工作、取得的成果和对课题的展望。
本系统通过采用优化后插补算法的实现方案，较好的解决了原方法不能解决的问题，实验结果表明，该方案的各项性能指标基本达到设计要求，可满足数控系统插补控制功能的性能需要。
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