[发明专利]一种慢走丝五轴四联动线切割运动控制方法

说明书

本发明涉及一种慢走丝五轴四联动线切割运动控制方法，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。本发明能支持轴扩展、实时性较好，充分发挥FPGA并行编程能力和丰富的IO口资源，计算速度快，可极大增加运动指令计算能力。

技术领域

本发明涉及一种慢走丝线切割运动控制方法，特别是关于一种慢走丝五轴四联动线切割运动控制方法。

背景技术

对于高硬度、高强度、难以切削加工的导电金属材料，常采用慢走丝线切割进行放电加工。目前国内外常用的加工方式是传统X/Y/U/V四轴联动实现上下平面的轨迹运动从而完成切割面的加工，这种加工方式可以完成平面加工、直锥面和上下异形面的加工，但是所加工部分只是部分复杂的直纹曲面，对于其他复杂曲型曲面无法完成加工，且传统的慢走丝线切割采用ISA或串口协议进行数据传输，加工实时性得不到保证。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种慢走丝五轴四联动线切割运动控制方法，其能支持轴扩展、实时性较好。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：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。

进一步,所述控制方法包括以下步骤：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，然后挂机该线程。

进一步，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。