基于C#编程的多轴插补运动系统开题报告

随着人力资源成本的增加以及产业升级的迫切需要，自动化生产受到越来越多的重视，生产效率提升大大降低了生产成本，自动化带来的高精准度又有助于产业摆脱低端制造，助力产业升级；同时在很多生产环境不利于人存在的地方，自动化生产设备也能将人从中解放出来。

国外自动化技术的发展趋势是系统化、柔性化、集成化和智能化。自动化技术不断提高光电子、自动化控制系统、传统制造等行业的技术水平和市场竞争力，它与光电子、计算机、信息技术的融合和创新，不断创造和形成新的行业经济增长点，同时不断提供新的行业发展的管理战略哲理。如并行工程（CE）、敏捷制造（AM）等。数控技术于模块化、网络化、多媒体和智能化。

自动化生产中数控系统是核心，它负责发送指令，控制刀具运动和汇总传感器数据，其中插补是机床数控系统依照一定方法确定刀具运动轨迹的过程；用户在生产产品时，通常仅能提供描述该线形所必须的参数，如直线的起点坐标与终点坐标，圆弧的起点坐标，终点坐标，圆心坐标以及顺逆时针关系，这些信息无法满足机床系统的执行需求，为了实现轨迹控制就必须在已知的信息点之间实时计算出满足线形和进给速度要求的中间若干点，插补是一个实时进行的数据密化的过程，不论是何种插补算法，运算原理基本相同，其作用都是根据给定的信息进行数据计算，不断计算出参与插补运动的各坐标轴的进给指令，然后分别驱动各自相应的执行部件产生协调运动，以使被控机械部件按理想的路线与速度移动。

插补中最常见的是直线插补与圆弧插补，无论是平面坐标系还是空间坐标系，其插补都至少需要两个轴参与，在仅提供起始坐标和终点坐标的情况下，将规划轴映射到相应的机台坐标系中，运动控制器根据坐标映射关系，控制各轴运动，实现要求的运动轨迹。

其中，当利用单轴运动画出直线轨迹无需插补，但若需要两个轴同时参与，则采用逼近的方式，利用极端的线段密集的逼近从而近似画出直线；首先假设在实际轮廓起始点处沿x 方向走一小段（一个脉冲当量），发现终点在实际轮廓的下方，则下一条线段沿 y 方向走一小段，此时如果线段终点还在实际轮廓下方，则继续沿 y 方向走一小段，直到在实际轮廓上方以后，再向 x 方向走一小段，依次循环类推.直到到达轮廓终点为止。这样，实际轮廓就由一段段的折线拼接而成，虽然是折线，但是如果我们每一段走刀线段都非常小，那么此段折线和实际轮廓还是可以近似地看成相同的直线或者曲线的。

研究内容：

本次设计计划实现电机的复位和状态初始化，并利用运动控制卡的插补指令，调节控制伺服电机的运动，实现任意半径、任意起点、任意弧度的圆弧运动。

预期目标：

1.基于Winform程序实现设备的简单自动运行（循环点到点运动）；

2.能对机台的状态进行切换（复位、运行、停止）；

3.获取设备运行中的点位信息，参数配置信息，保存Log信息；

4.利用固高运动控制，实现插补运动，并将插补加到自动运行的程序中。

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