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LabVIEW在开放式数控系统G代码解析中的应用


□ 陈冰;杨慧斌;马晓峰;胡家伟

上海工程技术大学机械工程学院 上海201620

摘 要:

以三轴运动器作为平台,用LabVIEW将数控系统中的代码提取并进行分析,确定了插补的方式并选择了相应的函数类型,最终发送指令至控制卡。

  陈冰 杨慧斌 马晓峰 胡家伟

  (上海工程技术大学机械工程学院,上海 201620)

  摘要:

  以三轴运动器作为平台,用LabVIEW将数控系统中的代码提取并进行分析,确定了插补的方式并选择了相应的函数类型,最终发送指令至控制卡。

  关键词:

  三轴运动平台;LabVIEW;开放式数控系统

  中图分类号:

  TB

  文献标识码:A

  文章编号:1672-3198(2015)15-0189-02

  0引言

  开放式数控系统它具备高开放性、低成本、易升级扩展以及可以引入最新的计算机软硬件技术等优点。由于底层运动控制卡并不能识别G代码,所以需要用LabVIEW程序进行解析,而其中选择插补的方式又分为三种,本文重点对其中的两种进行讨论及总结,具体阐述了两种插补的算法,比较得其优劣。

  1开放式数控系统的硬件结构

  1.1三轴运动平台

  三轴运动平台分主要由运动轴、伺服电机、限位开关、电器柜和工作平台组成,如图1所示。

  

  1.2运动控制卡

  运动控制卡是三轴运动平台实现速度和位置控制的关键硬件,由三轴运动平台可知,该平台采用3个伺服电机来控制三轴运动,因此运动控制卡应选用三轴以上的。运动控制卡实物图如图2所示。

  2G代码的提取与解析

  2.1程序流程图

  本程序的设计理念,首先打开文本对参数进行逐行读取,之后进行线段类型的判断,将读取的轨迹参数分为直线控制及圆弧控制,最后发送至运动控制卡。程序流程图如图3所示。

  

  2.2LabVIEW程序图

  如图4所示,先将硬盘中预先写好的文本打开读取文本中的参数,进入for循环结构提取文本中的代码,直至文本中的代码提取完毕。提取代码时用到“匹配模式”,图中用到了6个相应函数,提取到的代码分别放入四个数组中,分别是原文本文件,G与X之间,X与Y之间,Y之后,和R数组。

  

  在后台中完成了G代码的提取,在LabVIEW的前显示面板如图5所示。

  这样就完成了G代码的提取。

  3解析结果转换成运动控制器代码

  

  如图6所示,将解析到的x,y数组通过“连接字符串”整合至运动控制卡中,并通过“比较函数”判断所进行插补的种类,输入运动控制卡进行相应插补。

  关于数值插补的算法,有两种方法。

  3.1逐步比较插补法

  (1)逐步比较法直线插补。

  以第一象限为例,设直线的起点坐标为原点,终点坐标为A(Xe,Ye),插补点坐标为Pi(Xi,Yi),图7所示。

  

  在任意时刻,可以比较直线斜率Yi/Xi和Ye/Xe的差值正负判断点的位置构造函数:

  F(Xi,Yi)=YiXe-XiYe(1)

  并且从F(Xi,Yi)的数值可以确定下一插补点的位置和进给方向,若Pi(Xi,Yi)在插补轨迹上方或轨迹上,即F(Xi,Yi)0,下一步应向+X方向进给一步,新加工点的偏差为:Fi+1=Fi-Ye。

  若Pi(Xi,Yi)在插补轨迹下方,则F(Xi,Yi)<0,下一步应向+Y方向,进给一步,新加工点的偏差为Fi+1=Fi+Xe。

  (2)逐步比较法圆弧插补。

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