Введение
Глава 1. Анализ программного обеспечения современных систем ЧПУ и возможностей их адаптации для лазерной обработки 10
1.1 Общая структура системы ЧПУ и геометрическая задача управления 10
1.2 Обзор алгоритмов управления движением в системах ЧПУ 14
1.3 Проблема управления импульсной обработкой 18
1.4 Специфика взаимодействия системы ЧПУ с устройствами, осуществляющими автономное управление движением 20
1.5 Анализ открытости систем ЧПУ и возможностей их адаптации для управления лазерными технологическими системами 22
1.6 Формирование требований к структуре и функциональности системы ЧПУ 24
1.7 Постановка задач исследования 25
Глава 2. Построение модели программного обеспечения системы ЧПУ для лазерной обработки 27
2.1 Выявление общих модулей в структуре специализированных систем управления для лазерной обработки 27
2.1.1 Характеристики установок и систем управления 27
2.1.2 Выделение совокупности компонентов для обобщенной системы управления лазерными станками
2.2 Создание обобщенной структуры системы ЧПУ для управления лазерной обработкой 36
2.3 Структура ядра обобщенной системы ЧПУ
2.3.1 Спецификация интерфейсов ядра системы 41
2.3.2 Формирование структуры интерполятора 44
2.3.3 Схема диспетчеризации потоков 47
2.4 Метод обеспечения гибкости системы ЧПУ для лазерной обработки 49 2.5 Выводы 50
Глава 3. Разработка механизма параметрического программирования контуров при лазерной обработке 51
3.1 Исследование способов программирования систем ЧПУ 51
3.2 Представление о структурированном языке высокого уровня как средстве повышения открытости систем ЧПУ 53
3.3 Способ реализации интерпретатора структурированного языка высокого уровня 55
3.4 Модель интеграции интерпретатора языка высокого уровня в систему ЧПУ 60
3.5 Выводы 62
Глава 4. Разработка архитектурной модели интерполятора и алгоритмов управления движением для лазерной обработки сложных контуров. Практические аспекты реализации интерполятора 63
4.1 Спецификация интерфейсов блоков интерполятора 63
4.2 Поддержка классических алгоритмов интерполяции 65
4.3 Разработка универсального алгоритма интерполяции параметрических кривых 66
4.4 Разработка алгоритма линейного разгона/торможения, независимого от типа интерполируемой кривой 73
4.5 Разработка усовершенствованного алгоритма управления подачей при импульсной лазерной обработке
4.5.1 Алгоритм нахождения максимально допустимой скорости на основе опережающего просмотра кадров (Look Ahead) 78
4.5.2 Алгоритм синхронизации движения и импульсов излучения 80
4.6 Практические аспекты реализации ядра системы ЧПУ 82
4.6.1 Общая программная структура ядра 82
4.6.2 Реализация механизма диспетчеризации потоков
4.7 Объектно-ориентированная реализация интерполятора 88
4.8 Выводы 94
Глава 5. Проверка достоверности полученных результатов на основе сравнения аналитических и экспериментальных данных 95
5.1 Подтверждение соответствия реализованных алгоритмов интерполяции математическому представлению кривых 95
5.2 Измерение показателей ресурсоемкости разработанных алгоритмов управления движением 96
5.3 Тестирование алгоритмов разгона и торможения .-. 98
5.4 Анализ выходных сигналов 101
5.5 Сравнение производительности обработки 103
5.6 Выводы 108
Выводы и результаты работы 109
Список литературы
