一种复杂曲线的高速数控插补控制系统的制作方法

本实用新型涉及一种机电一体化的数控插补系统，更具体的说，涉及一种复杂曲线的高速数控插补控制系统。

背景技术：

在航空、航天、船舶、汽车电子消费品等加工领域，具有复杂曲面（曲线）的产品是广泛存在的，如飞行器外壳、发动机叶片等一些重要零部件，根据其实现的功能及特殊的力学原理，往往由多张复杂、自由型的曲面（曲线）拼合而成。另外，刀具、模具、汽车车身覆盖件等的生产中，也需要对一些复杂曲面进行加工。含有复杂曲面的产品或零件在现代制造业中所占的比例越来越大，同时对加工的精度和效率的要求也越来越高。数控(Numerical Controlled ,NC)加工技术特别是计算机数控(Computer Numerical Controlled ,CNC) 技术的迅速发展，在大幅度地缩短产品制造周期的同时、极大地提高了产品的加工质量。它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工。可实现极其复杂的零件的快速成形和小批量生产，特别是打样可快速交货且精度高。所有这些问题的出现，要求数控机床必须具有高速、高精度的加工能力，同时也要求数控机床具有良好插补处理功能。

根据现有的文献：张万军作者在《制造技术与机床》2015年8期期刊发表《高档数控机床B样条曲线高速实时插补研究》一文；

根据现有的文献：张万军作者在《制造技术与机床》2015年4期期刊发表《NURBS曲线定时/中断插补算法的研究》一文；

根据现有的文献：张万军作者在《制造技术与机床》2013年2期期刊发表《三次B样条曲线修正算法的研究》一文；

根据现有的文献：Zhang Wanjun（张万军）, Zhang Feng and Zhang Guohua作者在《Applied Mechanics and Materials》2014年12期国际期刊发表《Research on modification algorithm of Cubic B-spline curve interpolation technology》（（EI(JA)：20152801018693）一文；

根据现有的文献：Zhang Wanjun（张万军）, Zhang Feng and Zhao Junhai作者在《Applied Mechanics and Materials》2014年12期国际期刊发表《Research on a algorithm of adaptive interpolation for NURBS curve》（（EI(JA)：20152801018372）一文。

上述文献所述：数控加工经常会遇到如飞机机翼、飞机叶轮等许多具有复杂外形轮廓的零件。

根据现有的文献；兰州理工大学的张万军作者《复杂曲线曲面插补技术修正算法的研究》一文所述：如飞行器外壳、发动机叶片等一些重要零部件，根据其实现的功能及特殊的力学原理，往往由多张复杂、自由型的曲面（曲线）拼合而成，要进行复杂曲线的数控加工。

随着嵌入式的数控系统发展，以往的复杂曲线的高速数控插补控制系统在体系和结构上存在很大的局限性，主要表现在：

（1）、以往的复杂曲线的高速数控插补控制系统没有采用PC机、电源模块、数控运动控制卡、伺服驱动装置，而且高速数控插补控制系统的互换性、通用性较差；

（2）、以往的复杂曲线的高速数控插补控制系统没有很采用数控运动控制卡，其数控运动控制卡不包括时钟模块、定时模块、高速硬件插补处理器、I/O接口装置，不能完成复杂曲线的高速插补；

（3）、以往的复杂曲线的高速数控插补控制系统很少采用插高速硬件插补处理器，更没有采用插补数据存储器、数据缓冲寄存器、累加器、分频器、计数器，在复杂曲线插补的过程中，不能能产生很好的经济和社会效益。

技术实现要素：

一种复杂曲线的高速数控插补控制系统，包括PC机、电源模块、数控运动控制卡、伺服驱动装置；所述的数控运动控制卡包括时钟模块、定时模块、高速硬件插补处理器、I/O接口装置；所述的时钟模块包括3个时钟计时器、1个时钟电路；所述的定时模块包括3个定时器、1个定时器电路；所述的高速硬件插补处理器包括插补数据存储器、数据缓冲寄存器、累加器、分频器、计数器；所述的高速硬件插补处理器的下端与伺服电机相连接；所述的速硬件插补处理器的右端与伺服电机相连接；所述的插补数据存储器包括x轴插补数据存储器、y轴插补数据存储器、z轴插补数据存储器；所述的数据缓冲寄存器包括x轴数据缓冲寄存器、y轴数据缓冲寄存器、z轴数据缓冲寄存器；所述的累加器包括x轴累加器、y轴累加器、z轴累加器；所述的分频器包括x轴分频器、y轴分频器、z轴分频器；所述的插补数据存储器与数据缓冲寄存器相连接，所述的数据缓冲寄存器，用于缓冲存储x轴、y轴、z轴插补的数据；所述的累加器与分频器相连接，所述的累加器，将x轴累加寄存器、y轴累加寄存器、z轴累加寄存器的数据清零以后进行分频，分频后发出x轴、y轴、z轴的进给脉冲数，供x轴伺服电机、y轴伺服电机、z轴伺服电机运动；完成x轴、y轴、z轴的插补运动所述的数控运动控制卡的左端分别与PC机、电源模块相连接，所述的I/O接口装置包括USB接口、以太网接口、RS232接口；所述的高速硬件插补处理器与伺服驱动装置相连接，完成复杂曲线的高速数控插补。

进一步地，所述的伺服驱动装置包括驱动装置、伺服装置。

进一步地，所述的驱动装置包括x轴驱动装置、y轴驱动装置、z轴驱动装置。

进一步地，所述的x轴驱动装置设有x轴驱动器、x轴限位器。

进一步地，所述的y轴驱动装置设有y轴驱动器、y轴限位器。

进一步地，所述的z轴驱动装置设有z轴驱动器、z轴限位器。

进一步地，所述的伺服装置包括x轴伺服装置、y轴伺服装置、z轴伺服装置。

进一步地，所述的x轴驱动装置设有x轴伺服电机。

进一步地，所述的y轴驱动装置设有y轴伺服电机。

进一步地，所述的z轴驱动装置设有z轴伺服电机。

进一步地，所述的电源模块包括电源供电模块、充电器。

进一步地，所述的电源供电模块包括UPS电源、36V电源。

进一步地，所述的36V电源，为一种复杂曲线的高速数控插补控制系统供电。

进一步地，所述的PC机作为上位机，实现人机交互式的对话，完成复杂曲线的高速插补的仿真模拟。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：

1）、本发明采的一种复杂曲线的高速数控插补控制系统，包括PC机、电源模块、数控运动控制卡、伺服驱动装置；所述的数控运动控制卡包括时钟模块、定时模块、高速硬件插补处理器、I/O接口装置；所述的时钟模块包括3个时钟计时器、1个时钟电路；所述的定时模块包括3个定时器、1个定时器电路；所述的高速硬件插补处理器包括插补数据存储器、数据缓冲寄存器、累加器、分频器、计数器；所述的高速硬件插补处理器的下端与伺服电机相连接；所述的速硬件插补处理器的右端与伺服电机相连接；所述的插补数据存储器包括x轴插补数据存储器、y轴插补数据存储器、z轴插补数据存储器；所述的数据缓冲寄存器包括x轴数据缓冲寄存器、y轴数据缓冲寄存器、z轴数据缓冲寄存器；所述的累加器包括x轴累加器、y轴累加器、z轴累加器；所述的分频器包括x轴分频器、y轴分频器、z轴分频器；所述的插补数据存储器与数据缓冲寄存器相连接，所述的数据缓冲寄存器，用于缓冲存储x轴、y轴、z轴插补的数据；所述的累加器与分频器相连接，所述的累加器，将x轴累加寄存器、y轴累加寄存器、z轴累加寄存器的数据清零以后进行分频，分频后发出x轴、y轴、z轴的进给脉冲数，供x轴伺服电机、y轴伺服电机、z轴伺服电机运动；完成x轴、y轴、z轴的插补运动；所述的数控运动控制卡的左端分别与PC机、电源模块相连接，所述的I/O接口装置包括USB接口、以太网接口、RS232接口；所述的高速硬件插补处理器与伺服驱动装置相连接，完成复杂曲线的高速数控插补。

2）、本发明采的高速硬件插补处理器包括插补数据存储器、数据缓冲寄存器、累加器、分频器、计数器；所述的高速硬件插补处理器的下端与伺服电机相连接；所述的速硬件插补处理器的右端与伺服电机相连接；所述的插补数据存储器包括x轴插补数据存储器、y轴插补数据存储器、z轴插补数据存储器；所述的数据缓冲寄存器包括x轴数据缓冲寄存器、y轴数据缓冲寄存器、z轴数据缓冲寄存器；所述的累加器包括x轴累加器、y轴累加器、z轴累加器；所述的分频器包括x轴分频器、y轴分频器、z轴分频器；所述的插补数据存储器与数据缓冲寄存器相连接，所述的数据缓冲寄存器，用于缓冲存储x轴、y轴、z轴插补的数据；所述的累加器与分频器相连接，所述的累加器，将x轴累加寄存器、y轴累加寄存器、z轴累加寄存器的数据清零以后进行分频，分频后发出x轴、y轴、z轴的进给脉冲数，供x轴伺服电机、y轴伺服电机、z轴伺服电机运动。

3）、本发明采的数控运动控制卡包括时钟模块、定时模块、高速硬件插补处理器、I/O接口装置；所述的时钟模块包括3个时钟计时器、1个时钟电路；所述的定时模块包括3个定时器、1个定时器电路；所述的高速硬件插补处理器包括插补数据存储器、数据缓冲寄存器、累加器、分频器、计数器；所述的I/O接口装置包括USB接口、以太网接口、RS232接口；所述的高速硬件插补处理器与伺服驱动装置相连接，完成复杂曲线的高速数控插补。

4）、本发明采的伺服驱动装置包括驱动装置、伺服装置；所述的驱动装置包括x轴驱动装置、y轴驱动装置、z轴驱动装置；所述的x轴驱动装置设有x轴驱动器、x轴限位器；所述的y轴驱动装置设有y轴驱动器、y轴限位器；所述的z轴驱动装置设有z轴驱动器、z轴限位器；所述的伺服装置包括x轴伺服装置、y轴伺服装置、z轴伺服装置；所述的x轴驱动装置设有x轴伺服电机；所述的y轴驱动装置设有y轴伺服电机；所述的z轴驱动装置设有z轴伺服电机。

5）、本发明采的电源模块包括电源供电模块、充电器；所述的电源供电模块包括UPS电源、36V电源；所述的36V电源，为一种复杂曲线的高速数控插补控制系统供电。

6）、本发明采的PC机作为上位机，实现人机交互式的对话，完成复杂曲线的高速插补的仿真模拟。

除了以上这些，本发明的数控系统结构简单、各要件相对独立，能提高插补效率，降低了成本低，能产生很好的经济和社会效益。

本实用新型的其它优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其它优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

附图说明

图1为本发明所述的一种复杂曲线的高速数控插补控制系统的结构框图；

图2为本发明所述的一种复杂曲线的高速数控插补控制系统中的高速硬件插补处理器的连接结构示意图；

图3为本发明所述的一种复杂曲线的高速数控插补控制系统实现x轴方向进给的过程流程图；

图4为本发明所述的一种复杂曲线的高速数控插补控制系统实现y轴方向进给的过程流程图；

图5为本发明所述的一种复杂曲线的高速数控插补控制系统实现z轴方向进给的过程流程图；

图6为本发明所述的种复杂曲线的高速数控插补控制系统中的复杂曲线插补的仿真示意图。

图7为本发明所述的一种基于复杂曲线高速插补的数控装置中的复杂曲线高速插补的仿真示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型及其实施方式作进一步详细描述。

实施实例1：

本实施例提供的一种复杂曲线的高速数控插补控制系统，如图1、2所示，包括PC机、电源模块、数控运动控制卡、伺服驱动装置；所述的数控运动控制卡包括时钟模块、定时模块、高速硬件插补处理器、I/O接口装置；所述的时钟模块包括3个时钟计时器、1个时钟电路；所述的定时模块包括3个定时器、1个定时器电路；所述的高速硬件插补处理器包括插补数据存储器、数据缓冲寄存器、累加器、分频器、计数器；所述的高速硬件插补处理器的下端与伺服电机相连接；所述的速硬件插补处理器的右端与伺服电机相连接；所述的插补数据存储器包括x轴插补数据存储器、y轴插补数据存储器、z轴插补数据存储器；所述的数据缓冲寄存器包括x轴数据缓冲寄存器、y轴数据缓冲寄存器、z轴数据缓冲寄存器；所述的累加器包括x轴累加器、y轴累加器、z轴累加器；所述的分频器包括x轴分频器、y轴分频器、z轴分频器；所述的插补数据存储器与数据缓冲寄存器相连接，所述的数据缓冲寄存器，用于缓冲存储x轴、y轴、z轴插补的数据；所述的累加器与分频器相连接，所述的累加器，将x轴累加寄存器、y轴累加寄存器、z轴累加寄存器的数据清零以后进行分频，分频后发出x轴、y轴、z轴的进给脉冲数，供x轴伺服电机、y轴伺服电机、z轴伺服电机运动；完成x轴、y轴、z轴的插补运动；所述的数控运动控制卡的左端分别与PC机、电源模块相连接，所述的I/O接口装置包括USB接口、以太网接口、RS232接口；所述的高速硬件插补处理器与伺服驱动装置相连接，完成复杂曲线的高速数控插补。

又，本发明采的一种复杂曲线的高速数控插补控制系统，包括PC机、电源模块、数控运动控制卡、伺服驱动装置；所述的数控运动控制卡包括时钟模块、定时模块、高速硬件插补处理器、I/O接口装置；所述的时钟模块包括3个时钟计时器、1个时钟电路；所述的定时模块包括3个定时器、1个定时器电路；所述的高速硬件插补处理器包括插补数据存储器、数据缓冲寄存器、累加器、分频器、计数器；所述的高速硬件插补处理器的下端与伺服电机相连接；所述的速硬件插补处理器的右端与伺服电机相连接；所述的插补数据存储器包括x轴插补数据存储器、y轴插补数据存储器、z轴插补数据存储器；所述的数据缓冲寄存器包括x轴数据缓冲寄存器、y轴数据缓冲寄存器、z轴数据缓冲寄存器；所述的累加器包括x轴累加器、y轴累加器、z轴累加器；所述的分频器包括x轴分频器、y轴分频器、z轴分频器；所述的插补数据存储器与数据缓冲寄存器相连接，所述的数据缓冲寄存器，用于缓冲存储x轴、y轴、z轴插补的数据；所述的累加器与分频器相连接，所述的累加器，将x轴累加寄存器、y轴累加寄存器、z轴累加寄存器的数据清零以后进行分频，分频后发出x轴、y轴、z轴的进给脉冲数，供x轴伺服电机、y轴伺服电机、z轴伺服电机运动；完成x轴、y轴、z轴的插补运动；所述的数控运动控制卡的左端分别与PC机、电源模块相连接，所述的I/O接口装置包括USB接口、以太网接口、RS232接口；所述的高速硬件插补处理器与伺服驱动装置相连接，完成复杂曲线的高速数控插补，是本发明的一个显著特点。

又，本发明采的高速硬件插补处理器包括插补数据存储器、数据缓冲寄存器、累加器、分频器、计数器；所述的高速硬件插补处理器的下端与伺服电机相连接；所述的速硬件插补处理器的右端与伺服电机相连接；所述的插补数据存储器包括x轴插补数据存储器、y轴插补数据存储器、z轴插补数据存储器；所述的数据缓冲寄存器包括x轴数据缓冲寄存器、y轴数据缓冲寄存器、z轴数据缓冲寄存器；所述的累加器包括x轴累加器、y轴累加器、z轴累加器；所述的分频器包括x轴分频器、y轴分频器、z轴分频器；所述的插补数据存储器与数据缓冲寄存器相连接，所述的数据缓冲寄存器，用于缓冲存储x轴、y轴、z轴插补的数据；所述的累加器与分频器相连接，所述的累加器，将x轴累加寄存器、y轴累加寄存器、z轴累加寄存器的数据清零以后进行分频，分频后发出x轴、y轴、z轴的进给脉冲数，供x轴伺服电机、y轴伺服电机、z轴伺服电机运动，又是本发明的一个显著特点。

又，本发明采的数控运动控制卡包括时钟模块、定时模块、高速硬件插补处理器、I/O接口装置；所述的时钟模块包括3个时钟计时器、1个时钟电路；所述的定时模块包括3个定时器、1个定时器电路；所述的高速硬件插补处理器包括插补数据存储器、数据缓冲寄存器、累加器、分频器、计数器；所述的I/O接口装置包括USB接口、以太网接口、RS232接口；所述的高速硬件插补处理器与伺服驱动装置相连接，完成复杂曲线的高速数控插补，又是本发明的一个显著特点。

进一步作为优选的实施方式，所述的伺服驱动装置包括驱动装置、伺服装置。

进一步作为优选的实施方式，所述的驱动装置包括x轴驱动装置、y轴驱动装置、z轴驱动装置。

进一步作为优选的实施方式，所述的x轴驱动装置设有x轴驱动器、x轴限位器。

进一步作为优选的实施方式，所述的y轴驱动装置设有y轴驱动器、y轴限位器。

进一步作为优选的实施方式，所述的z轴驱动装置设有z轴驱动器、z轴限位器。

进一步作为优选的实施方式，所述的伺服装置包括x轴伺服装置、y轴伺服装置、z轴伺服装置。

进一步作为优选的实施方式，所述的x轴驱动装置设有x轴伺服电机。

进一步作为优选的实施方式，所述的y轴驱动装置设有y轴伺服电机。

进一步作为优选的实施方式，所述的z轴驱动装置设有z轴伺服电机。

又，本发明采的伺服驱动装置包括驱动装置、伺服装置；所述的驱动装置包括x轴驱动装置、y轴驱动装置、z轴驱动装置；所述的x轴驱动装置设有x轴驱动器、x轴限位器；所述的y轴驱动装置设有y轴驱动器、y轴限位器；所述的z轴驱动装置设有z轴驱动器、z轴限位器；所述的伺服装置包括x轴伺服装置、y轴伺服装置、z轴伺服装置；所述的x轴驱动装置设有x轴伺服电机；所述的y轴驱动装置设有y轴伺服电机；所述的z轴驱动装置设有z轴伺服电机，又是本发明的一个显著特点。

进一步作为优选的实施方式，所述的电源模块包括电源供电模块、充电器。

进一步作为优选的实施方式，所述的电源供电模块包括UPS电源、36V电源。

进一步作为优选的实施方式，所述的36V电源，为一种复杂曲线的高速数控插补控制系统供电。

又，本发明采的电源模块包括电源供电模块、充电器；所述的电源供电模块包括UPS电源、36V电源；所述的36V电源，为一种复杂曲线的高速数控插补控制系统供电，又是本发明的一个显著特点。

所述的PC机作为上位机，实现人机交互式的对话，完成复杂曲线的高速插补的仿真模拟。

又，本发明采的PC机作为上位机，实现人机交互式的对话，完成复杂曲线的高速插补的仿真模拟，又是本发明的一个显著特点。

一种复杂曲线的高速数控插补控制系统完成复杂曲线高速插补的过程：

1、打开复杂曲线的插补文件；

2、数控运动控制卡工作，具体包括以下几个步骤：

（1）、时钟模块工作；

（2）、定时模块工作；

（3）、高速硬件插补处理器工作；

详细地，所述的高速硬件插补处理器包括插补数据存储器、数据缓冲寄存器、累加器、分频器、计数器；

详细地，所述的高速硬件插补处理器的下端与伺服电机相连接；

详细地，所述的速硬件插补处理器的右端与伺服电机相连接；

详细地，所述的插补数据存储器包括x轴插补数据存储器、y轴插补数据存储器、z轴插补数据存储器；

详细地，所述的数据缓冲寄存器包括x轴数据缓冲寄存器、y轴数据缓冲寄存器、z轴数据缓冲寄存器；

详细地，所述的累加器包括x轴累加器、y轴累加器、z轴累加器；

详细地，所述的分频器包括x轴分频器、y轴分频器、z轴分频器；

详细地，所述的插补数据存储器与数据缓冲寄存器相连接，所述的数据缓冲寄存器，用于缓冲存储x轴、y轴、z轴插补的数据；

详细地，所述的累加器与分频器相连接，

详细地，所述的累加器，将x轴累加寄存器、y轴累加寄存器、z轴累加寄存器的数据清零以后进行分频，分频后发出x轴、y轴、z轴的进给脉冲数；

详细地，供x轴伺服电机、y轴伺服电机、z轴伺服电机运动；完成x轴、y轴、z轴的插补运动。

3、完成复杂曲线的高速插补。

一种复杂曲线的高速数控插补控制系统实现x轴方向进给的过程，如图3所示，包括一种复杂曲线的高速数控插补控制系统，准备；x轴插补数据存储器工作；x轴数据缓冲寄存器工作；x轴累加器工作；是否x溢出；x分频器工作；x轴方向进给；判断是否复杂曲线的高速插补；复杂曲线高速插补结束等以下几个步骤：

步骤一：一种复杂曲线的高速数控插补控制系统，准备；

步骤二：x轴插补数据存储器工作；

步骤三：x轴数据缓冲寄存器工作；

步骤三：x轴累加器工作；

步骤四：是否x溢出；

情况一：如果没有x溢出，返回步骤二，x轴插补数据存储器工作；

情况二：如果x溢出，执行步骤七；

步骤五：x分频器工作；

步骤六：x轴方向进给；

步骤七：判断是否复杂曲线的高速插补；

情况一：如果没有完成复杂曲线的高速插补，返回步骤五，x分频器工作；

情况二：如果完成复杂曲线的高速插补，执行步骤八；

步骤八：复杂曲线高速插补结束。

一种复杂曲线的高速数控插补控制系统实现y轴方向进给的过程，如图4所示，包括一种复杂曲线的高速数控插补控制系统，准备；y轴插补数据存储器工作；y轴数据缓冲寄存器工作；y轴累加器工作；是否y溢出；y分频器工作；y轴方向进给；判断是否复杂曲线的高速插补；复杂曲线高速插补结束等以下几个步骤：

步骤一：一种复杂曲线的高速数控插补控制系统，准备；

步骤二：y轴插补数据存储器工作；

步骤三：y轴数据缓冲寄存器工作；

步骤三：y轴累加器工作；

步骤四：是否y溢出；

情况一：如果没有y溢出，返回步骤二，y轴插补数据存储器工作；

情况二：如果y溢出，执行步骤七；

步骤五：y分频器工作；

步骤六：y轴方向进给；

步骤七：判断是否复杂曲线的高速插补；

情况一：如果没有完成复杂曲线的高速插补，返回步骤五，y分频器工作；

情况二：如果完成复杂曲线的高速插补，执行步骤八；

步骤八：复杂曲线高速插补结束。

一种复杂曲线的高速数控插补控制系统实现z轴方向进给的过程，如图3所示，包括一种复杂曲线的高速数控插补控制系统，准备；z轴插补数据存储器工作；z轴数据缓冲寄存器工作；z轴累加器工作；是否z溢出；z分频器工作；z轴方向进给；判断是否复杂曲线的高速插补；复杂曲线高速插补结束等以下几个步骤：

步骤一：一种复杂曲线的高速数控插补控制系统，准备；

步骤二：z轴插补数据存储器工作；

步骤三：z轴数据缓冲寄存器工作；

步骤三：z轴累加器工作；

步骤四：是否z溢出；

情况一：如果没有z溢出，返回步骤二，z轴插补数据存储器工作；

情况二：如果z溢出，执行步骤七；

步骤五：z分频器工作；

步骤六：z轴方向进给；

步骤七：判断是否复杂曲线的高速插补；

情况一：如果没有完成复杂曲线的高速插补，返回步骤五，z分频器工作；

情况二：如果完成复杂曲线的高速插补，执行步骤八；

步骤八：复杂曲线高速插补结束。

实施实例2：

具体地，在一种复杂曲线的高速数控插补控制系统中进行复杂曲线插补仿真、高速曲线仿真，分别如图6、7所示。

又，三维复杂空间曲线的位置矢量为

设定复杂曲线插补加工参数：

进给速度；

插补周期；

插补一次所用的时间

复杂曲线高速插补的仿真图，如图6、7所示：

从仿真曲线轨迹的变分析可以得出以下结论：

1）、在复杂曲线高速插补的过程中，插补误差明显减小。

2）、在复杂曲线高速插补的过程中，复杂曲线插补的时间减小，满足复杂曲线高速插补的要求。

本发明的显著特点是：

1）、本发明采的一种复杂曲线的高速数控插补控制系统，包括PC机、电源模块、数控运动控制卡、伺服驱动装置；所述的数控运动控制卡包括时钟模块、定时模块、高速硬件插补处理器、I/O接口装置；所述的时钟模块包括3个时钟计时器、1个时钟电路；所述的定时模块包括3个定时器、1个定时器电路；所述的高速硬件插补处理器包括插补数据存储器、数据缓冲寄存器、累加器、分频器、计数器；所述的高速硬件插补处理器的下端与伺服电机相连接；所述的速硬件插补处理器的右端与伺服电机相连接；所述的插补数据存储器包括x轴插补数据存储器、y轴插补数据存储器、z轴插补数据存储器；所述的数据缓冲寄存器包括x轴数据缓冲寄存器、y轴数据缓冲寄存器、z轴数据缓冲寄存器；所述的累加器包括x轴累加器、y轴累加器、z轴累加器；所述的分频器包括x轴分频器、y轴分频器、z轴分频器；所述的插补数据存储器与数据缓冲寄存器相连接，所述的数据缓冲寄存器，用于缓冲存储x轴、y轴、z轴插补的数据；所述的累加器与分频器相连接，所述的累加器，将x轴累加寄存器、y轴累加寄存器、z轴累加寄存器的数据清零以后进行分频，分频后发出x轴、y轴、z轴的进给脉冲数，供x轴伺服电机、y轴伺服电机、z轴伺服电机运动；完成x轴、y轴、z轴的插补运动；所述的数控运动控制卡的左端分别与PC机、电源模块相连接，所述的I/O接口装置包括USB接口、以太网接口、RS232接口；所述的高速硬件插补处理器与伺服驱动装置相连接，完成复杂曲线的高速数控插补。

2）、本发明采的高速硬件插补处理器包括插补数据存储器、数据缓冲寄存器、累加器、分频器、计数器；所述的高速硬件插补处理器的下端与伺服电机相连接；所述的速硬件插补处理器的右端与伺服电机相连接；所述的插补数据存储器包括x轴插补数据存储器、y轴插补数据存储器、z轴插补数据存储器；所述的数据缓冲寄存器包括x轴数据缓冲寄存器、y轴数据缓冲寄存器、z轴数据缓冲寄存器；所述的累加器包括x轴累加器、y轴累加器、z轴累加器；所述的分频器包括x轴分频器、y轴分频器、z轴分频器；所述的插补数据存储器与数据缓冲寄存器相连接，所述的数据缓冲寄存器，用于缓冲存储x轴、y轴、z轴插补的数据；所述的累加器与分频器相连接，所述的累加器，将x轴累加寄存器、y轴累加寄存器、z轴累加寄存器的数据清零以后进行分频，分频后发出x轴、y轴、z轴的进给脉冲数，供x轴伺服电机、y轴伺服电机、z轴伺服电机运动。

3）、本发明采的数控运动控制卡包括时钟模块、定时模块、高速硬件插补处理器、I/O接口装置；所述的时钟模块包括3个时钟计时器、1个时钟电路；所述的定时模块包括3个定时器、1个定时器电路；所述的高速硬件插补处理器包括插补数据存储器、数据缓冲寄存器、累加器、分频器、计数器；所述的I/O接口装置包括USB接口、以太网接口、RS232接口；所述的高速硬件插补处理器与伺服驱动装置相连接，完成复杂曲线的高速数控插补。

4）、本发明采的伺服驱动装置包括驱动装置、伺服装置；所述的驱动装置包括x轴驱动装置、y轴驱动装置、z轴驱动装置；所述的x轴驱动装置设有x轴驱动器、x轴限位器；所述的y轴驱动装置设有y轴驱动器、y轴限位器；所述的z轴驱动装置设有z轴驱动器、z轴限位器；所述的伺服装置包括x轴伺服装置、y轴伺服装置、z轴伺服装置；所述的x轴驱动装置设有x轴伺服电机；所述的y轴驱动装置设有y轴伺服电机；所述的z轴驱动装置设有z轴伺服电机。

5）、本发明采的电源模块包括电源供电模块、充电器；所述的电源供电模块包括UPS电源、36V电源；所述的36V电源，为一种复杂曲线的高速数控插补控制系统供电。

6）、本发明采的PC机作为上位机，实现人机交互式的对话，完成复杂曲线的高速插补的仿真模拟。

7）、本发明的数控装置结构简单、各要件相对独立，能提高插补效率，降低了成本低，能产生很好的经济和社会效益。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡等同替换或等效变换变形的技术方案，均在本发明要求保护范围。本发明的是实施例的许多特征和优点根据该详细描述是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些是实施例的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的是实施例限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。

本发明未详细说明部分为本领域工程技术人员公知的技术。