[实用新型]基于串联数控系统上实现混联控制的数控系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种混联数控制系统，尤其涉及一种在串联数控系统上实现混联控制的数控系统。 

背景技术

并联机构机床实质上是并联机器人技术与机床技术相结合的产物，从1994年美国开发出并联机构机床以来，这种新型装置已成为国际研究的热点之一，被誉为“21世纪的机床。并联机构和串联机构相比，具有刚度高、响应速度快及运动精度高等优点，因此受到学术界和产业界的关注，虽然并联机构具有上述诱人的优点，但它又同时有运动范围小的缺点，特别是回程运动范围有限，而这些缺点正是串联机构机床的优点，所以并联、串联同时采用的混联式数控机床更具实用价值。串并混联机构技术现在相对比较成熟，但是串并混联控制系统由于其控制上的复杂程度严重制约了混联机构应用推广。目前有很多高校和研究机构开展混联系统的研究，但都集中在混联控制算法本身，或者是混联数控系统的设计，混联控制系统设计是复杂的系统工程，它涉及到软件学、控制学和系统工程学等各方面的知识和技术。完整的开发混联控制系统导致开发周期长，整个复杂系统稳定性验证困难。不能复用现有的成熟的串联控制系统。 

发明内容

本实用新型针对以上问题的提出，而研制一种在传统的串联数控系统控制回路的路径上截取控制信号，该控制信号是串联系统笛卡尔坐标信号，通过串并混联算法模块对该信号进行处理，把笛卡尔坐标系下的串联信号(虚坐标)映射为物理轴上的坐标信号(实坐标)，完成虚实坐标变换，实现混联机床的控制实现混联系统。 

一种基于串联数控系统上实现混联控制的数控系统，包括 

接收用户输入数据，并将系统信息显示出来供用户察看及使用的人机交互单元； 

连接人机交互单元，并对人机交互单元输入的数据进行插补，得到各对应轴的插补数据，同时在每完成一次插补后生成一个插补结束标志的插补模块； 

连接插补模块，并对插补模块发送过来的插补数据和结束标志进行存储的插补数据缓冲单元； 

连接插补数据缓冲单元，并对插补数据缓冲单元发送过来的插补数据和结束标志发送给电机上的运动输出单元；其特征在于还包括， 

连接插补数据缓冲单元，用于检测插补数据缓冲单元中存储的插补结束标志的循环检测单元； 

连接循环检测单元和插补数据缓冲单元，接收到循环检测单元发来的通知后对插补数据缓冲单元中的插补周期数据进行存储的插补数据存储单元； 

连接插补数据存储单元和插补数据缓冲单元，对插补数据存储单元中的各插补数据进行是否为并联轴数据判断的并联轴数据判断单元； 

连接并联轴数据判断单元，将并联轴数据判断单元传送过来的数据进行反解处理的处理单元； 

连接处理单元和插补数据缓冲单元，对处理单元处理后的实坐标轴数据进行缓冲，并待本次插补周期的数据处理完后，将上述实坐标轴数据送入插补数据缓冲单元中实坐标轴数据对应的虚坐标轴存储位置中的实轴数据存储单元； 

上述各单元进行数据连接。 

本实用新型提出的设计方法是基于成熟串联机床控制系统实现混联的，同现有技术相比其优点是显而易见的，具体如下：由于串联数控系统是当前机床控制的主流产品，在世界上历经60年左右时间的发展已经培育了一个庞大产业集群及其用户群体，在串联数控系统上实现混联控制符合产业发展和用户习惯。串联控制系统技术相对比较成熟，在串联数控系统上开发混联系统比较容易实现稳定可靠的系统，而且开发时间大大缩短。在传统的串联数控系统控制回路的路径上，截取控制信号，根据控制回路的具体情况控制信号的截取可以选择在插补模块之前实现，也可以在插补模块输出之后实现。该控制信号是串联系统笛卡尔坐标信号，通过串并混联算法模块对该信号进行处理，把笛卡尔坐标系下的串联信号(虚坐标)映射为物理轴上的坐标信号(实坐标)，完成虚实坐 标变换，实现混联机床的控制。通过这种方法，串并混联控制算法可以仅仅关心虚实坐标变换本身，而不涉及到系统的代码编辑、解释、预读、插补等复杂功能，因为这些功能是串联数控系统上的功能，只要串联数控系统具备的功能，用这种方法开发出来的混联数控系统就具备。基于这种方法可以在同一个串联系统上，根据不同的混联机构通过选择配置的方法选取相应的虚实变换模块，实现不同混联机构的控制。由于实现方案简单、便于生产和对现有数控机床的改进，适于在已成熟的串联数控系统中广泛推广。 

附图说明

图1为本实用新型所述系统实施例的结构框图； 

具体实施方式