數(shù)控制碼系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理新方法

　　數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理是指NC程序送入零件緩沖區(qū)之后、插補之前的準(zhǔn)備工作，主要包括譯碼、運動軌跡計算、進(jìn)給速度計算三部分。選用合理的數(shù)據(jù)處理方法將大幅提高編程的正確性和工作效率，且便于數(shù)據(jù)校對，尤其適合批量零件和有規(guī)律零件程序加工。數(shù)據(jù)處理方法是否合理主要取決于其連續(xù)性、時間效率和資源占用情況。目前，對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方法改進(jìn)的數(shù)據(jù)處理方法主要有：資源重疊流水處理的解釋方法、目標(biāo)碼編譯方法、解釋一編譯方法。它們各有優(yōu)點和不足，如在不同的環(huán)節(jié)加快了處理速度，減少了等待時間，但就整體的連續(xù)性和時間效率而言，還不夠完善。為了進(jìn)一步提高加工連續(xù)性和加工效率，本文針對各算法的優(yōu)缺點提出了一種新的數(shù)據(jù)處理方法，更加適用于制碼系統(tǒng)的加工處理。

　　1數(shù)控制碼系統(tǒng)

　　制碼系統(tǒng)由三個步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，在圓形小零件上制碼。零件圓面上需以環(huán)形刻兩組對稱的、由字母和數(shù)字組成的標(biāo)記碼。規(guī)定每個零件上的標(biāo)記碼字符個數(shù)相同(取6位字符為例)，即每個零件加工時編譯的目標(biāo)碼大小一樣，所占內(nèi)存空間相同。標(biāo)記碼主要有兩部分：整批零件的代號(相同)和每個零件單獨的標(biāo)記碼(不同)。刀具上固定需要用到的字母刀和數(shù)字刀，根據(jù)轉(zhuǎn)動刀架和轉(zhuǎn)動零件對準(zhǔn)零件上需要刻碼的位置。所以這三個步進(jìn)電機(jī)分別用來控制刀架的轉(zhuǎn)動、零件的位置和刀架的深淺。其數(shù)據(jù)處理就是對固定位數(shù)的標(biāo)記碼進(jìn)行譯碼，主要特點是：每個零件的標(biāo)記碼可作為一個代碼段來處理;可以針對標(biāo)記碼中整批零件代號相同和各零件代碼不同的特點進(jìn)行相應(yīng)的處理;零件上刻的是兩組完全相同的標(biāo)記碼，即處理的數(shù)據(jù)相同，只是改變了位置;每個零件加工的銜接速度很快，數(shù)據(jù)處理需要有很好的連續(xù)性。針對制碼系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理的特點，結(jié)合各數(shù)據(jù)處理方法，研究出一種建立在已有數(shù)據(jù)處理方法基礎(chǔ)之上、更適用于制碼系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的方法。

　　2傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法

　　傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法有解釋方法和編譯方法兩種。

　　(1)解釋方法

　　解釋方法是將加工程序整理成某種形式，在加工時由主控程序順序取出，分析判斷后，進(jìn)行譯碼處理，并對零件加工程序逐條進(jìn)行解釋、插補和控制。這種方法占用內(nèi)存少、操作簡單，但存在難以克服的缺點：各模塊問的控制是順序的，如果對一個程序的解釋過程較慢而使機(jī)床具有一定的等待時間，則加工出來的工件就會出現(xiàn)明顯的粗糙度;不易處理各程序間的轉(zhuǎn)接，易形成停頓與過切。

　　(2)編譯方法

　　編譯方法是先對加工程序全部編譯，將結(jié)果放到緩沖區(qū)中，當(dāng)開始加工時，直接啟動插補中斷程序。從緩沖區(qū)中取出編譯好的數(shù)據(jù)，進(jìn)行計算并控制加工。這種加工方法的優(yōu)點是加工速度快、效率高;缺點是編譯與加工之間存在時間間隔。

　　3改進(jìn)的數(shù)據(jù)處理方法

　　3.1 資源重疊漉水處理的解釋方法

　　針對傳統(tǒng)方法的缺點，對傳統(tǒng)的解釋控制進(jìn)行改進(jìn)，即資源重疊流水處理的解釋控制方法。時間重疊是流水處理的關(guān)鍵。它不僅是CNC裝置處在NC工作方式時，程序輸入、譯碼、插補和位控加工四個處理過程的時間資源重疊，而且譯碼過程所包含的各子過程，即程序裝入、語法檢查、解釋和刀具補償四個子過程之間也運用了時間資源重疊。

　　在NC工作方式下。若用t1、t2、t3、t4分別表示程序輸入、譯碼、插補和位控加工四個子過程的處理時間，則加工一個零件程序段的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時間將是t=tl+t2+t3+t4;在數(shù)據(jù)處理的譯碼過程中，tl、t2、t3、t4分別表示程序裝入、語法檢查、解釋和刀具補償四個子過程的處理時間，則數(shù)據(jù)處理的總時間將是t=t1+t2+t3+t4。如果以傳統(tǒng)的解釋方式順序處理，即第一個數(shù)據(jù)處理完后再處理第二個數(shù)據(jù)，則在兩個程序段的輸出之間將有一個時間長度t的時間間隔，其時空關(guān)系如圖1(a)所示。這種時間間隔反映在電機(jī)上就是電機(jī)時轉(zhuǎn)時停，反映在刀具上就是刀具時走時停。不管這種時間間隔多么小，時走時停在數(shù)控加工中都是不允許的。

　　采用重疊流水處理技術(shù)可以消除這種間隔，重疊流水處理后的時間空間關(guān)系如圖1(b)所示。其關(guān)鍵是時間重疊，即在一段時間間隔內(nèi)不是處理一個過程，而是處理兩個或更多的子過程。經(jīng)過時間重疊流水處理后，每個零件程序段的輸出之間、每個數(shù)據(jù)處理之間不再有間隔，從而保證電機(jī)轉(zhuǎn)動和刀具移動的連續(xù)性，加快數(shù)控加工的速度。

　　該方法節(jié)約了系統(tǒng)資源，有效防止了內(nèi)存碎片的形成，適應(yīng)大程序譯碼和復(fù)雜數(shù)據(jù)處理。

　　3。2目標(biāo)碼編譯方法

　　目標(biāo)碼編譯是執(zhí)行一個零件的加工程序，只需在開機(jī)后首次運行時進(jìn)行編譯，然后將得到的目標(biāo)碼存放在RAM中，下次加工同樣的零件時，無需再次對原零件程序進(jìn)行編譯，直接執(zhí)行目標(biāo)碼即可，從而減少了每次重新編譯所占用的時間。