1、三維激光切割技術(shù)的發(fā)展使其在航空航天、汽車制造等工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。我國的激光工業(yè)基礎(chǔ)較薄弱使得三維激光切割機床在制造水平、軟件水平等方面與國際先進設(shè)備存在一定差距，目前國內(nèi)的三維激光切割機也多購入國外專用系統(tǒng)或在通用的數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)上進行二次開發(fā)，成本很高，因而研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的三維激光切割數(shù)控系統(tǒng)，對滿足國內(nèi)主要行業(yè)對三維激光切割設(shè)備需求，提高我國裝備制造業(yè)國際競爭力具有重要意義。所以本文采用PC+I/O的開放式數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并基

2、于Windows系統(tǒng)平臺，對三維激光切割數(shù)控系統(tǒng)的雙控制器硬件體系與軟件架構(gòu)進行構(gòu)建，并對其關(guān)鍵功能實現(xiàn)進行了研究。
　　首先為體現(xiàn)三維激光切割數(shù)控系統(tǒng)的特點，分析了三維激光切割數(shù)控系統(tǒng)雙控制器硬件體系及數(shù)控軟件功能需求，對數(shù)控軟件功能按執(zhí)行位置及實時性進行了劃分。將系統(tǒng)劃分為兩個主要模塊來明確表述數(shù)控系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)、功能組成及模塊間的數(shù)據(jù)流走向，完成了系統(tǒng)軟件架構(gòu)的建立。進而利用用戶管理模塊多任務(wù)調(diào)度結(jié)構(gòu)模型及數(shù)控內(nèi)核模塊“雙線程

3、-中斷響應(yīng)”任務(wù)調(diào)度結(jié)構(gòu)模型描述系統(tǒng)對多任務(wù)的調(diào)度機制，滿足系統(tǒng)多任務(wù)協(xié)調(diào)控制需求。
　　在系統(tǒng)軟件架構(gòu)的基礎(chǔ)上進行數(shù)控系統(tǒng)功能模塊的設(shè)計與開發(fā)。為實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)基本功能開發(fā)界面計算機及內(nèi)核計算機的通用功能模塊。針對進行激光切割控制的關(guān)鍵功能模塊進行研究。為實現(xiàn)對數(shù)控系統(tǒng)I/O狀態(tài)點及系統(tǒng)運行狀態(tài)的統(tǒng)一管理并實現(xiàn)部分用戶邏輯控制功能，研究軟PLC模塊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義和運行機制。通過研究網(wǎng)絡(luò)通信模塊的運行機制并確定通信指令及通信參數(shù)，實

4、現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信功能?；跀?shù)據(jù)采樣插補結(jié)構(gòu)研究微步距插補功能模塊，開發(fā)硬件DDA插補算法及伺服驅(qū)動算法使系統(tǒng)滿足激光切割高速高精度運動控制需求。為提高激光切割速度并保證切割過程穩(wěn)定、切縫光滑，研究軌跡插補及速度預(yù)測與平滑功能,提出連續(xù)切割軌跡段的運動參數(shù)約束條件及平滑規(guī)則，并實現(xiàn)速度平滑算法。
　　最后設(shè)計加工控制模擬實驗并分析運行結(jié)果，驗證數(shù)控系統(tǒng)軟件架構(gòu)、多任務(wù)調(diào)度模型的可行性及各功能模塊開發(fā)的有效性。分析微步距插補仿真波形