運(yùn)動(dòng)控制器指令編譯系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢就是采用運(yùn)動(dòng)控制器的開放式的數(shù)控系統(tǒng)。主要數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢就是采用“PC+運(yùn)動(dòng)控制器”的開放式數(shù)控系統(tǒng)。美國將其稱為新一代的工業(yè)控制器,日本稱其將帶來第三次工業(yè)革命,并預(yù)測其應(yīng)用將和現(xiàn)在的PLC一樣普遍。因此,運(yùn)動(dòng)控制器技術(shù)是生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的核心技術(shù)。在運(yùn)動(dòng)控制器的硬件系統(tǒng)確定之后,運(yùn)動(dòng)控制器的性能在很大程度上決定于其指令系統(tǒng)的特性。運(yùn)動(dòng)控制器指令編譯系統(tǒng)是客戶端指令系統(tǒng)的核心。運(yùn)動(dòng)控制語言編寫的程序,必須通過編譯或解

2、釋來使運(yùn)動(dòng)控制器執(zhí)行。所以運(yùn)動(dòng)控制語言及其編譯器或解釋器直接影響到運(yùn)動(dòng)控制器使用的難易,運(yùn)動(dòng)控制器功能的強(qiáng)弱,以及運(yùn)動(dòng)控制器響應(yīng)的速度。
　　 數(shù)控(簡稱NC)代碼編譯器的研究分為兩個(gè)方面:一是用于仿真；二是用于控制。前者的研究國內(nèi)已達(dá)到很高的水平,而后者的研究多數(shù)只是在相關(guān)性文章中提到,其專門的技術(shù)報(bào)告更是少見,似乎此方面的研究沒有引起特別的關(guān)注。但在現(xiàn)實(shí)中,隨著開放式數(shù)控系統(tǒng)硬件的日益成熟,對數(shù)控系統(tǒng)軟件架構(gòu)和數(shù)控軟件部件的

3、研究也越來越顯得重要,這是因?yàn)檐浖軜?gòu)的合理性和可重用軟件部件的性能直接影響數(shù)控系統(tǒng)的功能和精度。在數(shù)控系統(tǒng)軟件中,NC代碼的編譯或解釋是不可缺少的環(huán)節(jié),相關(guān)的軟件部件的合理性和性能的優(yōu)劣直接影響系統(tǒng)軟件的性能。因此,NC代碼編譯器作為一個(gè)數(shù)控軟件部件,其研究意義十分重大。
　　 本文以GALIL指令系統(tǒng)為研究對象,在簡要分析GALJL運(yùn)動(dòng)控制指令語法規(guī)則的基礎(chǔ)上,介紹了自主研發(fā)的客戶端運(yùn)動(dòng)控制指令編譯系統(tǒng)的基本思想和設(shè)計(jì)流程,

4、從詞法分析、語法分析、整合處理、語義分析和后期處理諸方面詳述了編譯系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理和方法,重點(diǎn)解決了目標(biāo)文件的編碼和解碼問題。此指令編譯系統(tǒng)及相關(guān)的算法均在國產(chǎn)MCT8000系列運(yùn)動(dòng)控制器上進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果是有效和正確的。
　　 本課題研究方法簡述如下:
　　 一、本文研究的是如何實(shí)現(xiàn)四軸獨(dú)立運(yùn)動(dòng)控制器的軟件設(shè)計(jì),由上位機(jī)編譯器對源程序進(jìn)行詞法、語法、語義進(jìn)行分析,最終生成目標(biāo)文件,然后下載到嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器(下位機(jī))中由

5、解釋器解釋,下位機(jī)解釋器使用一個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)讀取并解釋下載到運(yùn)動(dòng)控制器用戶程序區(qū)的運(yùn)動(dòng)控制程序,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制。主要是對運(yùn)動(dòng)控制程序進(jìn)行編譯(編碼)和解釋(解碼)。
　　 二、本課題基于摩信科技公司的機(jī)床系統(tǒng)和雷泰控制自主研發(fā)的運(yùn)動(dòng)控制器硬件為實(shí)驗(yàn)平臺(tái),通過搭建人機(jī)界面和本設(shè)計(jì)的軟件,實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工中所涉及的點(diǎn)對點(diǎn)運(yùn)動(dòng)和插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)等。
　　 三、將設(shè)計(jì)好的客戶端加工程序在本設(shè)計(jì)的編譯器下編譯,將生成的目標(biāo)文件數(shù)據(jù)通過MATLA

6、B仿真,結(jié)果正確后再將目標(biāo)文件傳送到下位機(jī)解析執(zhí)行,確保提取的數(shù)據(jù)的正確性。
　　 四、分析與研究仿真結(jié)果和加工執(zhí)行效果,并給出結(jié)論。
　　 本論文內(nèi)容的安排如下:
　　 第一章講述了運(yùn)動(dòng)控制器的研究狀況,問題的提出以及國內(nèi)外的發(fā)展,并介紹課題研究方法以及論文的大致情況。
　　 第二章簡要介紹了編譯器的工作原理及各部分工作的相關(guān)知識(shí)。
　　 第三章介紹了上下位機(jī)的功能實(shí)現(xiàn),包括編譯器語法檢查、編碼