陳冰等

摘 要：以三軸運動器作為平臺，用LabVIEW將數(shù)控系統(tǒng)中的代碼提取并進(jìn)行分析，確定了插補的方式并選擇了相應(yīng)的函數(shù)類型，最終發(fā)送指令至控制卡。

關(guān)鍵詞：三軸運動平臺；LabVIEW；開放式數(shù)控系統(tǒng)

中圖分類號：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1672-3198（2015）15-0189-02

0 引言

開放式數(shù)控系統(tǒng)它具備高開放性、低成本、易升級擴(kuò)展以及可以引入最新的計算機(jī)軟硬件技術(shù)等優(yōu)點。由于底層運動控制卡并不能識別G代碼，所以需要用LabVIEW程序進(jìn)行解析，而其中選擇插補的方式又分為三種，本文重點對其中的兩種進(jìn)行討論及總結(jié)，具體闡述了兩種插補的算法，比較得其優(yōu)劣。

1 開放式數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

1.1 三軸運動平臺

三軸運動平臺分主要由運動軸、伺服電機(jī)、限位開關(guān)、電器柜和工作平臺組成，如圖1所示。

1.2 運動控制卡

運動控制卡是三軸運動平臺實現(xiàn)速度和位置控制的關(guān)鍵硬件，由三軸運動平臺可知，該平臺采用3個伺服電機(jī)來控制三軸運動，因此運動控制卡應(yīng)選用三軸以上的。運動控制卡實物圖如圖2所示。

2 G代碼的提取與解析

2.1 程序流程圖

本程序的設(shè)計理念，首先打開文本對參數(shù)進(jìn)行逐行讀取，之后進(jìn)行線段類型的判斷，將讀取的軌跡參數(shù)分為直線控制及圓弧控制，最后發(fā)送至運動控制卡。程序流程圖如圖3所示。

2.2 LabVIEW程序圖

如圖4所示，先將硬盤中預(yù)先寫好的文本打開讀取文本中的參數(shù)，進(jìn)入for循環(huán)結(jié)構(gòu)提取文本中的代碼，直至文本中的代碼提取完畢。提取代碼時用到“匹配模式”，圖中用到了6個相應(yīng)函數(shù)，提取到的代碼分別放入四個數(shù)組中，分別是原文本文件，G與X之間，X與Y之間，Y之后，和R數(shù)組。

在后臺中完成了G代碼的提取，在LabVIEW的前顯示面板如圖5所示。

這樣就完成了G代碼的提取。

3 解析結(jié)果轉(zhuǎn)換成運動控制器代碼

如圖6所示，將解析到的x，y數(shù)組通過“連接字符串”整合至運動控制卡中，并通過“比較函數(shù)”判斷所進(jìn)行插補的種類，輸入運動控制卡進(jìn)行相應(yīng)插補。

關(guān)于數(shù)值插補的算法，有兩種方法。

3.1 逐步比較插補法

（1）逐步比較法直線插補。

以第一象限為例，設(shè)直線的起點坐標(biāo)為原點，終點坐標(biāo)為A（Xe，Ye），插補點坐標(biāo)為Pi（Xi，Yi），圖7所示。

3.3 兩種方法的選擇

（1）逐步比較法是通過微小的折線來逼近所需的軌跡線，優(yōu)點是算法簡單，易于實現(xiàn)。

（2）時間分割法是通過直線來逼近曲線得到所求軌跡。相比于逐步比較法，此方法擬合直線沒有誤差，并可達(dá)到較快的運行速度。

綜上，時間分割法在軌跡精確性和運行速度上遠(yuǎn)高于逐步比較法，因此采用時間分割法。

4 結(jié)束語

本文主要介紹了在開放式數(shù)控系統(tǒng)在提取G代碼后的兩種插補方法，利用LabVIEW作為編程工具，實現(xiàn)G代碼解析，從而告知運動控制器現(xiàn)在要執(zhí)行的運動方式及其參數(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]王明紅.數(shù)控技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009.

[2]鄭堤.數(shù)控機(jī)床與編程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

[3]覃華強.NC嵌入PC型開放式數(shù)控系統(tǒng)的研究和應(yīng)用[J].機(jī)床電器，2007，（5）：8-11.

[4]趙春紅.基于PC的開放式數(shù)控系統(tǒng)研究[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2005，24（9）：108-113.

[5]陳嬋娟.開放式數(shù)控系統(tǒng)軟件譯碼模塊的研究及實際開發(fā)[J].機(jī)床與液壓，2010，38（1）：47-50.

[6]尹家凡.基于PC的開放式數(shù)控系統(tǒng)的研究[J].機(jī)床與液壓，2003，（2）：88-89.

[7]周虹.開放式數(shù)控系統(tǒng)譯碼軟件的設(shè)計[J].現(xiàn)代制造工程，2006，（9）：52-55.

[8]曹遂軍.國內(nèi)外開放式數(shù)控系統(tǒng)的研究與現(xiàn)狀[J].機(jī)電工程技術(shù)，2003，32（5）：20-22.