[发明专利]一种硬件在环数控系统控制结构的设计方法

权利要求书

1.一种硬件在环数控系统控制结构的设计方法，其特征在于包括以下步骤：

根据数控系统的功能特性与控制需求，搭建数控系统中CNC的仿真运行环境；

通过现场总线连接CNC与仿真运行环境，进行双向、实时、可靠的数据通信；

由CNC执行加工测试程序，对CNC内整体控制功能或特定功能模块进行仿真加工测试；

根据测试过程的加工控制信息，在仿真运行环境中模拟数控系统中CNC以外的装置的控制操作，显示工件的加工过程；

根据工件加工的形态以及测试信息，验证CNC的功能、性能是否满足要求。

2.按权利要求1所述的一种硬件在环数控系统控制结构的设计方法，其特征在于：搭建CNC仿真运行环境包括以下步骤：

建立满足CNC实时测试要求的实时操作系统环境；

根据CNC加工控制要求，建立数控系统中CNC以外的设备的数学模型；

根据数学模型，利用仿真软件模拟数控系统中CNC以外的设备的加工控制操作；

显示数控系统中CNC以外的设备的基本信息和工件的加工过程；

建立通信函数接口，实现控制信息的发送/接收。

3.按权利要求1或2所述的一种硬件在环数控系统控制结构的设计方法，其特征在于：对CNC系统整体控制功能进行仿真加工测试包括以下步骤：

首先，CNC向仿真运行环境发送当前周期的控制命令；

仿真运行环境根据所建立的数学模型及接收的控制命令，执行指定的系统操作，采用图形方式模拟工件加工过程，并返回控制命令的响应信息；

CNC根据所获取的响应信息与当前系统状态，计算出下一通信周期的控制命令，重复上述周期通信过程，直至仿真测试过程结束或被用户中断。

4.按权利要求1或2所述的一种硬件在环数控系统控制结构的设计方法，其特征在于：对CNC内系统功能模块测试包括以下步骤：

根据系统功能模块的测试要求，将待测试功能模块载入CNC中；

由CNC执行加工测试程序，向仿真运行环境发送当前周期的控制命令；

仿真运行环境根据所建立的数学模型及接收的控制命令，执行指定的系统操作，采用图形方式模拟工件加工过程，并返回控制命令的响应信息；

CNC根据所获取的响应信息与当前系统状态，计算出下一通信周期的控制命令；

重复上述周期通信过程，直至仿真测试过程结束或被用户中断；

调节CNC的配置参数与加工控制指令，验证待测试功能模块的临界条件；

显示当前的系统状态及仿真加工结果。

5.按权利要求1所述的一种硬件在环数控系统控制结构的设计方法，其特征在于：所述仿真运行环境还能够模拟CNC，测试其外部设备的功能特性，测试包括以下步骤：

建立CNC的数学模型，采用仿真运行环境模拟指定的CNC；

在每个通信周期中，由仿真运行环境向外部设备发送控制命令；

外部设备根据所获得的控制命令，执行指定的系统操作，并将响应信息返回仿真运行环境；

仿真运行环境根据建立的数学模型及设备响应信息，计算下一通信周期的控制命令，重复上述周期通信过程，直至仿真过程结束或被用户中断。

6.按权利要求1所述的一种硬件在环数控系统控制结构的设计方法，其特征在于：仿真运行环境还用于测试现场总线，步骤为：

通过现场总线挂接总线诊断设备，采集现场总线的通信状态及待测定设备的通信数据；

显示采集的通信数据，用于分析数控装置与仿真运行环境的动态交互过程。