運動控制器指令編譯系統(tǒng)的研究與實現(xiàn).pdf

1、數(shù)控技術的發(fā)展趨勢就是采用運動控制器的開放式的數(shù)控系統(tǒng)。主要數(shù)控技術的發(fā)展趨勢就是采用“PC+運動控制器”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,并預測其應用將和現(xiàn)在的PLC一樣普遍。因此,運動控制器技術是生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的核心技術。在運動控制器的硬件系統(tǒng)確定之后,運動控制器的性能在很大程度上決定于其指令系統(tǒng)的特性。運動控制器指令編譯系統(tǒng)是客戶端指令系統(tǒng)的核心。運動控制語言編寫的程序,必須通過編譯或解

2、釋來使運動控制器執(zhí)行。所以運動控制語言及其編譯器或解釋器直接影響到運動控制器使用的難易,運動控制器功能的強弱,以及運動控制器響應的速度。
　　 數(shù)控(簡稱NC)代碼編譯器的研究分為兩個方面:一是用于仿真；二是用于控制。前者的研究國內已達到很高的水平,而后者的研究多數(shù)只是在相關性文章中提到,其專門的技術報告更是少見,似乎此方面的研究沒有引起特別的關注。但在現(xiàn)實中,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)軟件架構和數(shù)控軟件部件的

3、研究也越來越顯得重要,這是因為軟件架構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運動控制指令語法規(guī)則的基礎上,介紹了自主研發(fā)的客戶端運動控制指令編譯系統(tǒng)的基本思想和設計流程,

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)的實現(xiàn)原理和方法,重點解決了目標文件的編碼和解碼問題。此指令編譯系統(tǒng)及相關的算法均在國產(chǎn)MCT8000系列運動控制器上進行了驗證,結果是有效和正確的。
　　 本課題研究方法簡述如下:
　　 一、本文研究的是如何實現(xiàn)四軸獨立運動控制器的軟件設計,由上位機編譯器對源程序進行詞法、語法、語義進行分析,最終生成目標文件,然后下載到嵌入式運動控制器(下位機)中由

5、解釋器解釋,下位機解釋器使用一個循環(huán)結構讀取并解釋下載到運動控制器用戶程序區(qū)的運動控制程序,進而實現(xiàn)運動控制。主要是對運動控制程序進行編譯(編碼)和解釋(解碼)。
　　 二、本課題基于摩信科技公司的機床系統(tǒng)和雷泰控制自主研發(fā)的運動控制器硬件為實驗平臺,通過搭建人機界面和本設計的軟件,實現(xiàn)數(shù)控加工中所涉及的點對點運動和插補運動等。
　　 三、將設計好的客戶端加工程序在本設計的編譯器下編譯,將生成的目標文件數(shù)據(jù)通過MATLA

6、B仿真,結果正確后再將目標文件傳送到下位機解析執(zhí)行,確保提取的數(shù)據(jù)的正確性。
　　 四、分析與研究仿真結果和加工執(zhí)行效果,并給出結論。
　　 本論文內容的安排如下:
　　 第一章講述了運動控制器的研究狀況,問題的提出以及國內外的發(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知識。
　　 第三章介紹了上下位機的功能實現(xiàn),包括編譯器語法檢查、編碼