[发明专利]一种数控系统及其数据流优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及数控系统，尤其是涉及一种数控系统及其数据流优化方法。

背景技术

现有计算机数控(Computer Numerical Control，简称CNC)系统采用的插补迭代控制算法是：已知运动轨迹的起点坐标、终点坐标和曲线方程，CNC系统实时计算出一个中间点的坐标值或坐标值增量，并立即输出到进给伺服系统，使之进给，直至完成该曲线的轨迹运动。而在将插补和进给过程合起来的所谓“算步走步过程”中，每一个“算步走步过程”都是下一个“算步走步过程”的输入，构成一种过程的迭代。这是一种“边设计，边施工”的控制模式，在最优化、智能化、标准化等方面存在许多问题。本申请人的在先专利申请《计算机数字控制系统的数据流关联控制方法与体系结构》(中国专利申请号：200710124304.9，申请日：2007年10月29日)，提出了一种数据流关联控制的数控系统的控制方法，采用数据流形，建立了面向执行机构的完全软开放式CNC系统，克服了现有的CNC系统存在的上述问题。然而，其中的数据流控制器，功能单一，不能直接嵌入现有CNC系统，尤其是对数据流形的优化需要依靠CNC装置的PC机完成，不利于对现有CNC设备的改造和升级。

发明内容

本发明要解决的技术问题是对本申请人的上述在先专利申请作出改进，提出一种数控系统及其数据流优化方法。

本发明提出的数控系统的控制方法是通过以下技术方案予以实现的。

这种数控系统的控制方法的特点在于，包括以下步骤：

(1)PC机读入用户程序，输出控制信息给数据流控制器，所述控制信息包括数据流形信息；

(2)数据流控制器对控制信息中的数据流形进行优化，生成数据流分布矩阵；所述对数据流形进行优化包括以下步骤：

(2·1)删去“空穴”，所述数据流分布矩阵中数据包全是“0”的列称之为“空穴”；

(2·2)删去对角包中的“0”和新产生的“空穴”，数据包中，具有或结构的数据包视为对角包；

(2·3)保持“1”的连续性；

(3)数据流控制器的CPU将包括数据流分布矩阵的控制信息输出给执行机构；

(4)执行机构根据所述包括数据流分布矩阵的控制信息的指令动作。

所述步骤(2)通过以下方式实现：数据流控制器的CPU将接收的控制信息储存在数据存储器中，再对控制信息中的数据流形进行优化，生成数据流分布矩阵。

所述步骤(2)通过以下方式实现：数据流控制器的CPU接受控制信息，并对控制信息中的数据流形进行优化，生成数据流分布矩阵；再将包括数据流分布矩阵的控制信息储存在数据存储器中。

进一步地，步骤(1)中所述的数据流形信息包括各个坐标轴的正、反转信息以及各个坐标轴的进给数据信息。

所述步骤(2)中，数据流控制器将各个坐标轴的正、反转信息储存在数据存储器的数据属性表，将各个坐标轴的进给数据信息储存在数据存储器的数据区。

所述步骤(2)中，数据流控制器将各个坐标轴的进给数据信息和各个坐标轴的正、反转信息储存在矢量数据存储器。

所述步骤(2)中，对数据流形进行优化包括以下步骤：

(2·1)删去“空穴”；

(2·2)删去对角包中的“0”和新产生的“空穴”；

(2·3)保持“1”的连续性。

所述步骤(1)中的控制信息还包括程序控制信息，所述程序控制信息包括程序开始信息和程序结束信息。

所述执行机构包括伺服系统和伺服系统的驱动模块。

本发明提出的数控系统是通过以下技术方案予以实现的。

这种数控系统，包括PC机、数据流控制器和执行机构，PC机的输出端与数据流控制器的输入端连接，数据流控制器的输出端与执行机构的输入端连接。

这种数控系统的特点在于：所述数据流控制器包括CPU、数据存储器，所述数据流控制器的CPU接受PC机的控制信息，并对控制信息中的数据流形进行优化，生成数据流分布矩阵；所述对数据流形进行优化包括以下步骤：

(2·1)删去“空穴”，所述数据流分布矩阵中数据包全是“0”的列称之为“空穴”；

(2·2)删去对角包中的“0”和新产生的“空穴”，数据包中，具有或结构的数据包视为对角包；

(2·3)保持“1”的连续性；

所述数据存储器存储控制信息。

所述数据流控制器和执行机构至少为两组，所述数据流控制器的输入端分别与PC机的输出端连接，所述数据流控制器的输出端分别与相应的执行机构的输入端连接。