基于多核單片機(jī)的Pythagorean-Hodograph樣條曲線并行插補(bǔ)及其數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、在CAD應(yīng)用中，NURBS（非均勻有理B樣條）曲線技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但在數(shù)控加工中，由于需要實(shí)時完成大量的弧長計(jì)算和刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算，使得NURBS曲線插補(bǔ)計(jì)算量大、耗時長，精度難以保證，限制了它的廣泛應(yīng)用。PH曲線的出現(xiàn)可能會徹底改變這一狀況。
　　將多核單片機(jī)的多核并行處理優(yōu)勢與Pythagorean-Hodograph(PH)曲線在數(shù)控加工方面的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，本文提出開發(fā)一種基于多核單片機(jī)、具有PH樣條插補(bǔ)功能的數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)想

2、。
　　論文首先介紹了PH曲線的定義，隨后介紹了PH曲線的弧長和偏置曲線的計(jì)算表達(dá)式。由其表達(dá)式可以看出，PH曲線的弧長和偏置曲線可以被精確計(jì)算。接著介紹了常見的三次和五次PH曲線的構(gòu)造及其性質(zhì)。
　　選取美國Parallax公司的多核單片機(jī)P8X32A-D40作為數(shù)控系統(tǒng)的硬件平臺，基于并行流水線式的軟件結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了各核的任務(wù)分配，提出了一種PH曲線數(shù)控系統(tǒng)的整體架構(gòu)設(shè)計(jì)方案。
　　接著搭建了系統(tǒng)硬件實(shí)驗(yàn)平臺，完成了

3、多核芯片外圍電路、輸入輸出設(shè)備電路、外接步進(jìn)電機(jī)電路設(shè)計(jì)。
　　隨后完成了系統(tǒng)主核模塊以及其它各核模塊的軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)，包括:CRT顯示器的驅(qū)動及相關(guān)功能軟件的設(shè)計(jì)，PS/2接口設(shè)備的驅(qū)動及相關(guān)功能軟件設(shè)計(jì)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動及相關(guān)功能軟件設(shè)計(jì)，PH曲線恒速進(jìn)給條件下的數(shù)控代碼譯碼模塊、參數(shù)計(jì)算模塊、坐標(biāo)計(jì)算模塊、運(yùn)動控制模塊的軟件設(shè)計(jì)等。
　　最后，進(jìn)行了系統(tǒng)運(yùn)行和性能測試，分析了影響插補(bǔ)速度的主要瓶頸。實(shí)驗(yàn)表明:本課題所實(shí)現(xiàn)的