[发明专利]一种慢走丝五轴四联动线切割运动控制方法

权利要求书

1.一种慢走丝五轴四联动线切割运动控制方法，其特征在于，该方法包括由上位机和下位机构成的控制系统，所述下位机内设置有PCI总线接口芯片和FPGA，所述FPGA经所述PCI总线接口芯片与所述上位机进行数据传输；所述下位机将所述上位机发送的数据进行处理，对各轴进行细插补计算，将各轴数据脉冲细分后发送到各轴电机驱动器中，带动电机运动，从而带动各轴实现运动，包括以下步骤：

1)采用在现有的X/Y/U/V四轴基础上增加一根绕X轴旋转的旋转轴A，且A轴安装在X轴上，然后将待加工工件安装在A轴上；

2)将加工运动指令按预先设定的G代码加工文件形式输入到上位机，上位机内设置有译码线程、插补线程、位置控制线程、速度线程和定时检测线程；

3)当定时线程检测到译码线程启动标志位有效时启动译码线程，启动后译码线程将文件中的G代码加工文件提取出来，放入到G代码链表中；将数据加载进来以后需要对G代码依次进行刀补和锥补后进行存储；处理后G代码链表的运动数据以每段的各轴运动数据为一个结构的形式进行组织，组织成各个轴所需要前进的运动量以结构形式存储到FIFO中，便于插补线程的调用；

4)将译码接收过来的数据进行插补，根据插补剩余量的情况进行不同的插补处理；

5)位置控制线程从下位机中读取加工状态标志位，根据加工状态标志位和插补线程中插补队列将各轴位移数据写入到下位机的FPGA中；

6)定时检测线程；利用定时器，设定定时器属性，到定时周期时激活速度线程；

7)速度控制线程：当线程激活时，从下位机中读取速度，并且判别是否处于加工状态，不处于加工状态，则该线程挂起；处于加工状态则还需要判别是否处于插补敏感点，若处于敏感点则线程挂起；否则从下位机读入总速度，然后对各轴进行速度分配，将各轴速度写入到下位机中，然后挂起该线程。

2.如权利要求1所述控制方法，其特征在于：所述步骤4)中，根据插补剩余量的情况进行插补处理包括以下步骤：

4.1)插补线程在判别插补开始信号量释放后则接收译码线程传输过来的数据，根据初始设定的插补起点和终点、插补剩余量和各轴插补步长，对各轴的数据进行粗插补；

4.2)当任何一轴剩余量大于插补步长时，计算粗插补周期各轴位移量，重新计算此粗插补周期各轴位移量，从FPGA中读取总速度并进行各轴插补速度计算，将位移量、速度写入下位机中进行精插补，位移量写入全局数组中保存起来供反插补使用，保存本段插补周期的起点和终点供补偿使用，然后挂起线程，等待位控线程插补的结果，来激活插补线程，进行下一段插补；

4.3)当任何一轴的剩余量小于插补步长时，则需要将各轴位移量赋给插补剩余量，读取速度并进行各轴插补速度分配，将各轴位移量和速度传输至下位机中进行精插补，位移量写入全局数组中保存供反插补使用，保存本段插补周期的起点、终点供补偿使用，然后挂起线程，等待位控线程插补后的结果来选择激活插补线程，选择读入译码队列中下一段加工数据。

3.如权利要求1或2所述控制方法，其特征在于：所述步骤5)中，位置控制线程具体控制过程包括以下步骤：

5.1)激活位置控制线程，从下位机中读取机器坐标，读取中断寄存器，根据坐标值判别该段加工状态处于起点或终点；

5.2)当处于起点状态，进行反插补；

5.3)当加工状态处于终点时，进行正向插补。

4.如权利要求3所述控制方法，其特征在于：所述步骤5.2)中，反插补为：当误差计算在允许范围外时直接使用误差值进行插补，将插补数据写入到下位机中；当误差计算在允许范围内，从全局数组中读取插补数值，写入到下位机中。

5.如权利要求3所述控制方法，其特征在于：所述步骤5.3)中，正向插补为：误差计算在允许范围外时进行误差插值计算，再将数据写入下位机中；当误差计算在允许范围内时，从插补队列中读取插补数值，写入到下位机中。

6.如权利要求1所述控制方法，其特征在于：所述上位机与下位机之间采用PCI协议进行数据传输。

7.如权利要求6所述控制方法，其特征在于：所述PCI总线接口芯片采用PCI9052接口芯片。