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国内许多小型加工企业的自动化程度低,无法应对市场需求迅速变化给生产效率和加工精度带来的难题,并且这种情况在未来一段时间内很难得到改善。本文针对这种情况,开发出了一种基于“IPC+运动控制卡”结构的开放式五轴数控系统。这种数控系统具有模块化、软硬件可重构的开放特性,能很好的平衡多样化的产品种类与生产成本之间的关系,具有良好的发展前景。 本文设计了数控系统的硬件架构与电气连接,基于此搭建出数控系统的硬件平台,相较于一般的数控系统具有更好的开放性。其能够根据安装伺服驱动器的数量自动进行轴数适配,并可对外设进行扩展与功能的重构,如在试加工模式下,手摇脉冲发生器可作为加工控制器使用。对常用插补算法进行分析对比,提出了一种使用圆弧方程的数据采样插补算法,可以消除插补周期中对三角函数的计算,且不需要对曲线过象限的情况进行额外分析,显著减少了插补的运算时间。基于C#正则表达式设计开发了一个代码编译器,可对NC代码进行语法与逻辑检查,并将其转换为系统可识别的控制指令。运用面向对象的设计模式开发了数控系统的系统软件部分,并提出了一种模块化架构,使系统具有良好的开放扩展性。同时,其仿真系统具有很强的实用性,可以在三维场景下实时显示机床的运行状况与刀具轨迹,还能够脱离实际设备进行加工模拟,以检验数控程序的正确性与加工工艺的合性。 本文所开发的数控系统已投入实际使用,经过长期的加工运行与测试,证明了其基本功能完整,能够安全可靠的运行。