[发明专利]高效能动态处理过程用的数字控制系统

说明书

本发明涉及一种具有输出轨线元素（L、X、Y、Z、C）用的粗插补器、供高效能动态处理过程用的数字控制系统。

从R.南（R.Nann）著的《生产设备的数字控制》（Rechnersteurung    von    Fertigungseinrichtungen）一书（ISW4，Springer出版社，柏林，海得堡，纽约，1972年版）第113～123页，举例说，可以了解到这种高效能动态处理过程用的数字控制系统的情况。

在该公知的计算机控制系统中，其下游侧连接有精插补器的精插补器在预定的时间范围内起作用。粗插补过程采用这种固定时间范围产生了这样一个缺点，即在略为弯曲的轮廓的情况下，节点间距会选得不够大，从而使粗插补器产生不必要的数据溢流，而且给节点的计算增加了不必要的负担。此外这种控制系统如果用以控制电火花腐蚀机的轨线，粗插补器采用固定时间范围的另一个缺点就变得突出起来了。在固定时间范围内加工时，终端轨线元素延伸到轨线轮廓的轨线终点，而终端轨线元素的长度通常与上一个轨线元素大不相同，因此轨线轮廓终点要来一个快速跳变。

与此现有技术比较，本发明的课题是进一步发展上述那种数字控制系统，使得尽管粗插补器粗插补得出的轨线元素速率高，粗插补器待处理的数据量却减少。

D.宾德（D.Binder）著的《轨线数字控制中的插补过程》（Interpolation    in    numerishen    Bahnsteuerungen）一书（ISW24，Springer出版社，柏林，1979版）第113～114页公开了一种按“脉冲速率相乘”，法工作的线性精插补器。但这种精插补器不可向后插补。

在本说明书开端所述的数字控制系统的情况下，该课题是这样解决的：粗插补器按与时间无关的方式且作为轨线轮廓几何条件的函数进行粗插补，使得：

甲）轨线元素（L、X、Y、Z、C）的计算是从一组预定的矢量长度，从最大矢量长度开始的;

乙）可以确定这些轨线元素（L、X、Y、Z、C）的轨线误差（E），并将其与最大轨线误差值比较;

丙）若轨线误差（E）不超过最大轨线误差值，则粗插补器（1）输出轨线元素（L、X、Y、Z、C）;

丁）不然的话，粗插补器（1）再次根据次一个较小的矢量长度从预定的矢量长度计算轨线元素（L、X、Y、Z、C），然后返回到步骤乙）。

本发明的粗插补器完全排除了现有技术认为必要的时间范围制，代之而来的是产生作为轨线轮廓函数的轨线元素或插补点。通过与几何条件有关的数据计算，大大减轻了粗插补器的负担。

由于检查了轨线的瞬时节点与终点坐标或轨线最终节点之间的质量差〔具体的作法是：

戊）粗插补器（1）在计算轨线元素（L、X、Y、Z、C）之后确定至轨线轮廓终点的距离;

己）在距离已变为零的情况下，粗插补器（1）结束粗插补操作;

庚）不然的话，粗插补器（1）返回到步骤甲）〕，消除了舍入误差和计算剩余值。

预定的矢量长度最好以这样的方式用模拟法确定，使得通过两预定矢量长度的组合，各长度值可由1和最大值127之间的值组成。

下面就一些非限制性实施例和附图更详细介绍本发明的内容。附图中：

图1是数字控制系统的方框图。

图2是四轴线空间运动的示意图。

图3是圆形粗插补的示意图。

图4举例说明了圆形粗插补的轨线误差和轴向分量的计算方法。

图5是线性粗插补的示意图。

图6举例说明了线性粗插补的轨线误差和轴向分量的计算方法。

从图1可以看到，控制系统的两个主要部件-粗插补器1和精插补器2。粗插补器1将几何条件简化成线性部分，并将所述简化过的几何条件连同另外一些控制信息一起传送到精插补器2。精插补器2则能依次将有关系统状态、过程状态的信息或到达粗插补器1上的几何点加以回报。

精插补器2装有中间存储器3，中间存储器3以顺序方式存储着来自粗插补器1的信息。该中间存储器3通常配备有随机存取存储器（RAM）。

存储容量不难达到1兆字节，即一百万8位数据字。最小单元结构约为2千字节，且在长程序的情况下可在过程进行时和回报之后从粗插补器1重新异步装入。当然，该过程也可以逐块地向前和向后进行，使其始终有可能插补回到起始点。