[发明专利]一种基于高速定时/中断插补处理的数控系统

说明书

技术领域

本发明属于金属切削机床等机械装备运动控制的数控系统，它涉及机械、电气、自动控 制、计算机技术和通讯技术等领域，更具体的说，涉及一种基于高速定时/中断插补处理的数 控系统。

背景技术

插补技术是数控系统的核心，在CNC系统所要实现的各项功能中实时性要求最高、插补 速度的快慢，直接影响到整个数控系统控制功能的实现。

近年来，数控插补系统有了很大的提高，但受自身软件和硬件的影响，存在以下一些缺 点：

一、以往的数控插补系统是针对数控系统内部某项功能的局部实现和替代，没有站在整 个数控系统的角度，按照一定的标准和规范设计出标准化的数控智能芯片，如数控插补处理 系统及内部定时/中断系统，其也就无法做到真正的即插即用。

二、整个数控插补处理系统没有采用模块化的结构，系统开发成本较高，维修效率不方 便，通用型不强。

三、在人机对话方面采用传统的对话模式如鼠标、键盘及显示器等装置对话，效率低下， 在没有鼠标、键盘等装置的情况下无法对话。

四、没有自行开发用户软件，使用数控厂家提供的软件，面向用户可操作型不强，没有 真正实现高速、高精度插补的目的。

另外，现有技术中，利用缓存寄存器存储数据、缓存寄存器中的数据处理方式已日益成 熟，请参考专利ZL02827931.X的日本专利在中国申请发明专利，发明名称为：数值控制方法 及数值控制系统，该专利详细揭示了在高速缓存寄存器中数值处理的方式，依赖于最佳化的 数据处理，以及根据该存储器内的最佳化处理后的控制数据执行数值控制，并没有给出定时/ 中断高速插补的数控系统。

另外，现有技术中，请参考张万军作者在中国期刊《制造技术与机床》在2015年4月第四 期公开发表的文章《NURBS曲线定时/中断插补算法的研究》，本篇文章通过分析数控系统加 工时常用的NURBS曲线插补算法的特点，提出一种NURBS曲线定时/中断的插补算法，该算 法可以缩短插补时间，并没有给出一种基于高速定时/中断插补处理的数控系统，该文献使用 时钟定时器和驱动轴定时寄存器，进行定时/中断响应，完成复杂曲线、曲面的高速定时/中断 插补处理。

可见，现有技术存在一定的问题，有待进一步地改进。

发明内容

本发明是为了克服上述不足，给出了一种基于高速定时/中断插补处理的数控系统。

本发明的技术方案如下：

一种基于高速定时/中断插补处理的数控系统，一种基于高速定时/中断插补处理的数控系 统，其特征在于：包括主机、高速插补装置、通讯接口模块、插补控制器、伺服驱动系统、 数控机床及检测装置，其中：所述的高速插补装置包括人机接口模块、加工模块、定时/中断 插补模块、位置控制模块；所述的人机接口模块、加工模块、定时/中断插补模块、位置控制 模块分别与通讯接口模块右端相连，完成数控系统的高速定时/中断插补处理。

所述的主机位于与高速插补装置的上端。

所述的主机，用于接收数控机床高速运动的控制指令；同时，所述的主机(1)，还用于 处理返回G代码编辑状态的运算过程及主轴状态的运算过程；其中，主机(1)为工业计算机， 主频为1500Hz。

所述的人机接口模块上设有人机交互系统。

所述的人机交互系统也设有输入装置、显示对话装置，完成人机一体化的对话。

进一步地，所述的输入装置包括键盘、鼠标、触摸屏。

进一步地，所述的显示对话装置还包括语音识别系统。

更近一步地，所述的语音识别系统采用5501DSP卡作为人机交互系统的语音处理器，用 于完成人机一体化的对话。

所述的人机交互系统，将编译好的G代码选择好加工文件名，在加工文件名送入加工模 块中进行加工处理，在经插补控制器提取插补指令，驱动伺服驱动系统，完成数控机床的高 速定时/中断插补运动。

所述的人机交互系统也设有输入装置、显示对话装置，完成人机一体化的对话。

所述的定时/中断插补模块包括定时器系统。

所述的定时器系统包括定时预处理寄存器、定时寄存器；插补数据先进入定时预处理寄 存器中进行定时处理，将定时预处理的数据在送入定时寄存器中进行定时运算，根据定时运 算处理的结果，在进行插补数据中断运算处理。