[发明专利]可重构计算机数字控制系统与数字控制方法、重构方法

摘要

本发明公开了基于PC的、全方位开放的、标准化的可重构计算机数字控制系统及其数字控制方法与重构方法，提出了一种面向过程的、开放的加工过程模型，按照数字控制信息的生成、分配、发送、执行的控制流程配置控制资源，与处理器的位数与速度、操作系统等软硬件平台无关，与编程口无关，具有优良的可重构性。本发明将刀路曲线的实时控制转化为最简单的联动命令的实时发送，具有简单可靠的高速高精度多轴同步能力，导致数字控制方法的重大变革。

主权项

一种可重构计算机数字控制系统，其特征在于，包括PC系统、解释程序存储器、实时控制模块、伺服驱动装置、I/O装置、串行接口、联动接口、I/O接口；所述PC系统通过串行接口与所述伺服驱动装置连接，通过I/O接口与所述I/O装置连接，用于生成控制工件加工过程的DRC数控程序，包括状态指令生成模块、开关指令生成模块、轨迹指令生成模块、DRC数控程序生成模块、轴联动表分配模块、DRC数控程序运行模块；所述状态指令生成模块用于生成控制辅助过程的状态指令；所述开关指令生成模块用于生成控制I/O装置的开关指令；所述轨迹指令生成模块用于生成控制伺服驱动装置完成刀路曲线走刀过程的轨迹指令；所述DRC数控程序生成模块，用于根据加工工艺将状态指令、开关指令、轨迹指令链接为DRC数控程序；其中，所述轨迹指令生成模块包括离散几何规划模块与离散运动规划模块；所述离散几何规划模块用于生成存储有刀路曲线的L分割的联动表；所述L分割用于控制坐标轴联动产生合成位移；所述联动表区分为各个轴的轴联动表，所述轴联动表用于存储相关坐标轴的L分割分量，控制该坐标轴产生轴位移；所述离散运动规划模块用于存储有刀路曲线的T分割与状态字的随动表；所述T分割用于控制所述轴位移之间的时间间隔；所述状态字用于指定联动的坐标轴；所述轴联动表分配模块用于通过所述串行接口向所述伺服驱动装置分配所述轴联动表；所述DRC数控程序运行模块用于运行所述DRC数控程序，执行状态指令控制辅助过程、执行开关指令通过所述I/O接口控制I/O装置、执行轨迹指令启动所述实时控制模块通过所述联动接口控制所述伺服驱动装置完成刀路曲线的加工过程；所述解释程序存储器用于存储所述状态指令、所述开关指令、所述轨迹指令的解释程序；所述实时控制模块用于按照所述随动表中的控制节律Δti(i＝1，...，n)，通过所述联动接口向所述伺服驱动装置发送联动命令；所述联动命令用于控制所述状态字指定的坐标轴之间的同步；所述伺服驱动装置设有轴联动表初始化模块与轴联动表控制模块；所述轴联动表初始化模块用于设置执行标志，根据所述轨迹指令的顺序码，将所述轴联动表的地址写入L指针；跟随所述联动命令，所述轴联动表控制模块根据L指针从所述轴联动表中读取该轴的坐标值增量并写入位置环，驱动坐标轴进给产生合成位移。