● 摘要
计算机技术的日新月异，为数控系统的发展提供了强大的支持。基于的开放式数控系统已经成为当前技术发展的必然趋势，数控系统的开放性是评价数控技术性能的重要特点。本课题在概述了数控系统发展历史的基础上，研究了基于以操作系统为软件平台的实时数控系统，并完成了系统软硬件的开发和调试。本文着重就以下几个方面的内容进行深入研究和探讨:1、完善数控系统的基本框架。开放式数控系统的硬件平台是PC，软件平台一般是DOS和Windows。本文通过分析指出DOS和Windows都存在着不足之处，而RTLinux是实时性较高的免费操作系统，是开发数控系统较为理想的软件平台。完善了数控系统的插补、位控等模块，简明扼要地介绍了本数控系统的软件框架。2、深入研究了性能优秀的实时多任务操作系统RTLinux，基于RTLinux的数控系统，可以在无需下位机的前提下实现实时多任务调度。RTLinux的源码是开放的，基于RTLinux开发数控系统，有助于从根本上提高我国数控技术水平。本文对RTLinux的原理和特征进行了分析，总结了RTLinux环境的关键编程技术。3、对数控系统预处理技术进行了系统的探讨，并着重对系统预处理所涉及的数控程序编译、加减速控制和速度前瞻控制等技术进行了研究，给出了基于S函数的加减速规划策略，对速度前瞻处理所包含的段速度钳制、相邻程序段拐角处理和微程序段的进给速度优化等提出了具体的实现方法。4、NURBS 曲线是在实际中得到广泛应用的一种参数曲线，NURBS曲线插补功能已经成为当代高性能 CNC 系统的标志性功能之一。本文详细地介绍了 NURBS 曲线的数学模型，并给出了相应的证明。在此基础之上，具体地给出了实现 NURBS 曲线实时插补的方法。5、最后论文针对课题所提出的理论模型，建立了相应的实验环境，并具体给出了实验过程和结果加以验证。