数控制码系统中的数据处理新方法

　　数控系统的数据处理是指NC程序送入零件缓冲区之后、插补之前的准备工作，主要包括译码、运动轨迹计算、进给速度计算三部分。选用合理的数据处理方法将大幅提高编程的正确性和工作效率，且便于数据校对，尤其适合批量零件和有规律零件程序加工。数据处理方法是否合理主要取决于其连续性、时间效率和资源占用情况。目前，对传统数据处理方法改进的数据处理方法主要有：资源重叠流水处理的解释方法、目标码编译方法、解释一编译方法。它们各有优点和不足，如在不同的环节加快了处理速度，减少了等待时间，但就整体的连续性和时间效率而言，还不够完善。为了进一步提高加工连续性和加工效率，本文针对各算法的优缺点提出了一种新的数据处理方法，更加适用于制码系统的加工处理。

　　1数控制码系统

　　制码系统由三个步进电机驱动，在圆形小零件上制码。零件圆面上需以环形刻两组对称的、由字母和数字组成的标记码。规定每个零件上的标记码字符个数相同(取6位字符为例)，即每个零件加工时编译的目标码大小一样，所占内存空间相同。标记码主要有两部分：整批零件的代号(相同)和每个零件单独的标记码(不同)。刀具上固定需要用到的字母刀和数字刀，根据转动刀架和转动零件对准零件上需要刻码的位置。所以这三个步进电机分别用来控制刀架的转动、零件的位置和刀架的深浅。其数据处理就是对固定位数的标记码进行译码，主要特点是：每个零件的标记码可作为一个代码段来处理;可以针对标记码中整批零件代号相同和各零件代码不同的特点进行相应的处理;零件上刻的是两组完全相同的标记码，即处理的数据相同，只是改变了位置;每个零件加工的衔接速度很快，数据处理需要有很好的连续性。针对制码系统中数据处理的特点，结合各数据处理方法，研究出一种建立在已有数据处理方法基础之上、更适用于制码系统数据处理的方法。

　　2传统的数据处理方法

　　传统的数据处理方法有解释方法和编译方法两种。

　　(1)解释方法

　　解释方法是将加工程序整理成某种形式，在加工时由主控程序顺序取出，分析判断后，进行译码处理，并对零件加工程序逐条进行解释、插补和控制。这种方法占用内存少、操作简单，但存在难以克服的缺点：各模块问的控制是顺序的，如果对一个程序的解释过程较慢而使机床具有一定的等待时间，则加工出来的工件就会出现明显的粗糙度;不易处理各程序间的转接，易形成停顿与过切。

　　(2)编译方法

　　编译方法是先对加工程序全部编译，将结果放到缓冲区中，当开始加工时，直接启动插补中断程序。从缓冲区中取出编译好的数据，进行计算并控制加工。这种加工方法的优点是加工速度快、效率高;缺点是编译与加工之间存在时间间隔。

　　3改进的数据处理方法

　　3.1 资源重叠漉水处理的解释方法

　　针对传统方法的缺点，对传统的解释控制进行改进，即资源重叠流水处理的解释控制方法。时间重叠是流水处理的关键。它不仅是CNC装置处在NC工作方式时，程序输入、译码、插补和位控加工四个处理过程的时间资源重叠，而且译码过程所包含的各子过程，即程序装入、语法检查、解释和刀具补偿四个子过程之间也运用了时间资源重叠。

　　在NC工作方式下。若用t1、t2、t3、t4分别表示程序输入、译码、插补和位控加工四个子过程的处理时间，则加工一个零件程序段的数据转换时间将是t=tl+t2+t3+t4;在数据处理的译码过程中，tl、t2、t3、t4分别表示程序装入、语法检查、解释和刀具补偿四个子过程的处理时间，则数据处理的总时间将是t=t1+t2+t3+t4。如果以传统的解释方式顺序处理，即第一个数据处理完后再处理第二个数据，则在两个程序段的输出之间将有一个时间长度t的时间间隔，其时空关系如图1(a)所示。这种时间间隔反映在电机上就是电机时转时停，反映在刀具上就是刀具时走时停。不管这种时间间隔多么小，时走时停在数控加工中都是不允许的。

　　采用重叠流水处理技术可以消除这种间隔，重叠流水处理后的时间空间关系如图1(b)所示。其关键是时间重叠，即在一段时间间隔内不是处理一个过程，而是处理两个或更多的子过程。经过时间重叠流水处理后，每个零件程序段的输出之间、每个数据处理之间不再有间隔，从而保证电机转动和刀具移动的连续性，加快数控加工的速度。

　　该方法节约了系统资源，有效防止了内存碎片的形成，适应大程序译码和复杂数据处理。

　　3。2目标码编译方法

　　目标码编译是执行一个零件的加工程序，只需在开机后首次运行时进行编译，然后将得到的目标码存放在RAM中，下次加工同样的零件时，无需再次对原零件程序进行编译，直接执行目标码即可，从而减少了每次重新编译所占用的时间。