运动控制器指令编译系统的研究与实现

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1、广东工业大学硕士学位论文运动控制器指令编译系统的研究与实现姓名：关文祥申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：陈玮20100601摘要皇曼置置鼍鲁皇詈鼍皇冒IIIIm曼晕置鲁曼曼詈毫苎苎皇皇曼鲁鼍皇鼍詈量詈皇皇皇鼍!曼皇置暑曼曼毫曼曼墨曼曼墨詈基鼍曼曼詈寡昌兰毫!鼍曼曼巴曼詈皇曼量曼鼍曼量曼葛詈鼍鲁曼皇罩皇数控技术的发展趋势就是采用运动控制器的丌放式的数控系统。主要数控技术的发展趋势就是采用“PC+运动控制器”的开放式数控系统。美国将其称为新一代的工业控制器，同本称其将带来第三次工业革命，并预测其应用将和现在的PLC一样普遍。因此，运动控制器技术是生产数控系统的核心技术。在运动控制

2、器的硬件系统确定之后，运动控制器的性能在很大程度上决定于其指令系统的特性。运动控制器指令编译系统是客户端指令系统的核心。运动控制语。Ij。编写的程序，必须通过编译或解释来使运动控制器执行。所以运动控制语言及其编译器或解释器直接影响到运动控制器使用的难易，运动控制器功能的强弱，以及运动控制器响应的速度。数控(简称NC)代码编译器的研究分为两个方面：一是用于仿真；二是用于控制。前者的研究国内已达到很高的水平，而后者的研究多数只是在相关性文章中提到，其专门的技术报告更是少见，似乎此方面的研究没有引起特别的关注。但在现实中，随着丌放式数控系统硬件的同益成熟，对数控系统软件架构和数控软件部件的研究也越来

3、越显得重要，这是因为软件架构的合理性和可重用软件部件的性能直接影响数控系统的功能和精度。在数控系统软件中，NC代码的编译或解释是不可缺少的环节，相关的软件部件的合理性和性能的优劣直接影响系统软件的性能。因此，NC代码编译器作为一个数控软件部件，其研究意义十分重大。本文以GALIL指令系统为研究对象，在简要分析GALIL运动控制指令语法规则的矮础上，介绍了自主研发的客户端运动控制指令编译系统的基本思想和设计流程。从词法分析、语法分析、整合处理、语义分析和后期处理诸方面详述了编译系统的实现原理和方法，重点解决了目标文件的编码和解码问题。此指令编译系统及相关的算法均在国产MCT8000系列运动控制器

4、上进行了验证，结果是有效和讵确的。本课题研究方法简述如下：一、本文研究的是如何实现四轴独立运动控制器的软件设计，由上位机编译器对源程序进行词法、语法、语义进行分析，最终生成目标文件，然后下载到嵌入式运动广东工业大学硕士学位论文控制器(下位机)中由解释器解释，下位机解释器使用一个循环结构读取并解释下载到运动控制器用户程序区的运动控制程序，进而实现运动控制。主要是对运动控制程序进行编译(编码)和解释(解码)。二、本课题基于摩信科技公司的机床系统和雷泰控制自主研发的运动控制器硬件为实验平台，通过搭建人机界面和本设计的软件，实现数控加工中所涉及的点对点运动和插补运动等。三、将设计好的客户端加工程序在本

5、设计的编译器下编译，将生成的目标文件数据通过MATLAB仿真，结果正确后再将目标文件传送到下位机解析执行，确保提取的数据的正确性。四、分析与研究仿真结果和加工执行效果，并给出结论。奉论文内容的安排如下：第一章讲述了运动控制器的研究状况，问题的提出以及国内外的发展，并介绍课题研究方法以及论文的大致情况。第+’：节简要介绍了编译器的工作原理及各部分工作的相关知识。第三章介绍了上下位机的功能实现，包括编译器语法检查、编码的实现(即目标文件乍成)和解码的实现(即下位机解析器的工作流程)等。第四章针对本设计要求设计的上位机编译器和下位机解释器，通过搭建硬件平台和人机界面，对用户编写的客户端加工程序进行加

6、工，结果令人满意。关键词：指令编译系统；NC代码编译器；运动控制器；GALIL指令系统ABSTRACTABSTRACTCNCtechnologytrendsistousemotioncontrolleropenCNCsystem．ThemaintrendofCNCtechnologyistheuseof”PC+motioncontroller”openarchitectureCNCsystem·TheUnitedStatessaiditwasthenewgenerationofindustrialcontrollers，andJapansaiditwillbringthethirdindust

7、rialrevolutionandforecastthatitsapplicationwillbeascommonasPLC．Therefore，themotioncontrollertechnologyisthecoretechnologyofproductionofNCsystem．Whenthehardwaresystemofthemotioncontrollerisdetermined，t