数控插补软件芯片的总线设计

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1、),0)&机床与液压’&44/5"<5/!数控插补软件芯片的总线设计王慧#叶佩青!清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所#北京%4447#"摘要!提出了使用总线管理插补数据的方法-并通过分析数控插补软件芯片的功能和完成这些功能所需要的数据-设计和构建了数控插补软件芯片的总线结构/从而规范了数控插补软件芯片的总线接口-使软件芯片结构清晰化-提高了软件芯片的兼容性(可重用性和可扩充性-具有重要的理论研究意义/关键词!数控系统.开放式.软件芯片.数控插补.总线中图分类号!*+,(*2%66文献标识码!I66文章编号!%44

2、%$-77%"&44/#/$4%#$-:H?FG>=IELH:JEHXC?F>#’#+V?EHS">EH@<=MJEF=>+=IEWJ@H"#VI"[+RC-XO2ACfC>@!JA]EBG=A>G<^2BA:CFC<>L>FGBR=A>GFE>Y.A:1E>@1REU>C_ABFCG;-HAC9C>@%4447#-!1C>E"&Q?E@JDE&TR>:GC<>FE>YYEGE<^!"!F;FGA=C>GAB]F<^G8EBAL!8ABAYCF:RFFAYiHEFAY<>G1AYCF:

3、RFFC<>BAFRQG-YEGEDRF<^G1AF<^G8EBAL!8EF:<>FGBR:GAYiH;RFC>@G1CFDRF-FGBR:GRBA<^G1AF<^G8EBA8EF:QEBC^CAY-E>YG1A:<=]EGCDCQCG;-Ae]E>FCDCQCG;E>YBARFEDCQCG;8ABAC=]B<_AY$EB:1CGA:GRBA.M<^G8EBAL!.!"!C>GAB].HRF66开放式数控系统是数控系统的发展方向/因为具片最

4、基本的功能-指输入机床性能参数(数控加工有模块化(可重构和可扩充的特点-可以很好适应高"!代码和控制信息-经过插补计算和信息处理-输速发展的市场需要-自从&4世纪74年代这一概念被出插补结果和各种实时的机床控制操作-如图%/2%3提出-就一直成为生产自动化发展的前沿焦点/基于软件总线和软件芯片的数控系统是&%世纪初由华中理工大学提出的关于开放式数控系统的一个新概念/基本思想是在数控系统开发过程中-将应用程序框架与程序功能模块分离-分别定义模块和框架的标准化接口-实现各功能模块!软件芯片"的独立设计开发(自由组装和即插即

5、用/由于每个功能模块都具有高度的功能独立性(易移植性(易组装性和易扩展性-可以大大提高软件模块的重用性和可靠性-提高数控系统的开发效率-降低开发成本-具有2&3重要的实际意义/图%6数控插补输入输出关系示意图插补是数控系统实现运动控制的核心-在加工过!&"自动升降速控制/因为控制系统(驱动系程中-依据加工程序-通过实时计算密化轨迹-输出统以及被控对象的电气和机械惯性-机床的速度不能各轴的进给分量-控制机床按照给定的速度-沿给定突变/当加工速度发生变化时-数控插补需按照一定的轨迹运动/由于数控加工的实时性和功能多样性-的

6、速度$时间曲线-计算每个插补周期的速度和位插补中的数据纷繁复杂-给数控系统的开发带来很多移-实现自动升降速控制的功能/困难/!-"实时响应用户的控制指令/机床加工过程本文以软件芯片理论为基础-通过对数控插补模中-操作人员可通过机床控制面板干预-如&暂停(块的功能(数据进行细致分析-提出了使用总线管理启动(倍率调整(手轮修调等/实时进行的插补计插补中的数据的方法-并设计和构建了数控插补软件算-在用户指令发出后-必须能够立即随之调整/芯片的总线结构-为数控插补软件芯片的开发提供了!#"误差补偿/包括反向间隙补偿和丝杠螺距一

7、种有效的方法/误差补偿/数控插补软件芯片具有误差补偿功能-在87数控插补软件芯片的功能插补计算的同时处理系统误差-可极大地提高加工精数控插补软件芯片的功能包括以下#个方面&度和工作效率/!%"输入输出和插补计算/是数控插补软件芯97数控插补的数据!基金项目!国家7/-项目!#4&$&44%II#&-&/4"资助&机床与液压’&44/5"<5/),2)要实现上述功能-数控插补软件芯片的程序中必针(选择加工曲线类型和选择加减速方式的数据-用须有足够的数据支持插补计算和信息处理/下面分别来选择控制方式(读取文件和输出结果/从

8、输入(输出和内部计算这-个过程对数控插补中的!&"控制总线/包含了用于控制机床部件动作数据进行分析/的各种信息数据-分为输入控制总线和输出控制总线!%"输入/输入数据分为"!代码数据(机床性两部分/输入控制总线数据来源于"!代码中的[(能参数数据和加工过程中的控制命令数据-部分/.(M(*功能字和加工过程中的用户操作/输出控"!代