數控制碼系統中的數據處理新方法

　　數控系統的數據處理是指NC程序送入零件緩沖區之后、插補之前的準備工作，主要包括譯碼、運動軌跡計算、進給速度計算三部分。選用合理的數據處理方法將大幅提高編程的正確性和工作效率，且便于數據校對，尤其適合批量零件和有規律零件程序加工。數據處理方法是否合理主要取決于其連續性、時間效率和資源占用情況。目前，對傳統數據處理方法改進的數據處理方法主要有：資源重疊流水處理的解釋方法、目標碼編譯方法、解釋一編譯方法。它們各有優點和不足，如在不同的環節加快了處理速度，減少了等待時間，但就整體的連續性和時間效率而言，還不夠完善。為了進一步提高加工連續性和加工效率，本文針對各算法的優缺點提出了一種新的數據處理方法，更加適用于制碼系統的加工處理。

　　1數控制碼系統

　　制碼系統由三個步進電機驅動，在圓形小零件上制碼。零件圓面上需以環形刻兩組對稱的、由字母和數字組成的標記碼。規定每個零件上的標記碼字符個數相同(取6位字符為例)，即每個零件加工時編譯的目標碼大小一樣，所占內存空間相同。標記碼主要有兩部分：整批零件的代號(相同)和每個零件單獨的標記碼(不同)。刀具上固定需要用到的字母刀和數字刀，根據轉動刀架和轉動零件對準零件上需要刻碼的位置。所以這三個步進電機分別用來控制刀架的轉動、零件的位置和刀架的深淺。其數據處理就是對固定位數的標記碼進行譯碼，主要特點是：每個零件的標記碼可作為一個代碼段來處理;可以針對標記碼中整批零件代號相同和各零件代碼不同的特點進行相應的處理;零件上刻的是兩組完全相同的標記碼，即處理的數據相同，只是改變了位置;每個零件加工的銜接速度很快，數據處理需要有很好的連續性。針對制碼系統中數據處理的特點，結合各數據處理方法，研究出一種建立在已有數據處理方法基礎之上、更適用于制碼系統數據處理的方法。

　　2傳統的數據處理方法

　　傳統的數據處理方法有解釋方法和編譯方法兩種。

　　(1)解釋方法

　　解釋方法是將加工程序整理成某種形式，在加工時由主控程序順序取出，分析判斷后，進行譯碼處理，并對零件加工程序逐條進行解釋、插補和控制。這種方法占用內存少、操作簡單，但存在難以克服的缺點：各模塊問的控制是順序的，如果對一個程序的解釋過程較慢而使機床具有一定的等待時間，則加工出來的工件就會出現明顯的粗糙度;不易處理各程序間的轉接，易形成停頓與過切。

　　(2)編譯方法

　　編譯方法是先對加工程序全部編譯，將結果放到緩沖區中，當開始加工時，直接啟動插補中斷程序。從緩沖區中取出編譯好的數據，進行計算并控制加工。這種加工方法的優點是加工速度快、效率高;缺點是編譯與加工之間存在時間間隔。

　　3改進的數據處理方法

　　3.1 資源重疊漉水處理的解釋方法

　　針對傳統方法的缺點，對傳統的解釋控制進行改進，即資源重疊流水處理的解釋控制方法。時間重疊是流水處理的關鍵。它不僅是CNC裝置處在NC工作方式時，程序輸入、譯碼、插補和位控加工四個處理過程的時間資源重疊，而且譯碼過程所包含的各子過程，即程序裝入、語法檢查、解釋和刀具補償四個子過程之間也運用了時間資源重疊。

　　在NC工作方式下。若用t1、t2、t3、t4分別表示程序輸入、譯碼、插補和位控加工四個子過程的處理時間，則加工一個零件程序段的數據轉換時間將是t=tl+t2+t3+t4;在數據處理的譯碼過程中，tl、t2、t3、t4分別表示程序裝入、語法檢查、解釋和刀具補償四個子過程的處理時間，則數據處理的總時間將是t=t1+t2+t3+t4。如果以傳統的解釋方式順序處理，即第一個數據處理完后再處理第二個數據，則在兩個程序段的輸出之間將有一個時間長度t的時間間隔，其時空關系如圖1(a)所示。這種時間間隔反映在電機上就是電機時轉時停，反映在刀具上就是刀具時走時停。不管這種時間間隔多么小，時走時停在數控加工中都是不允許的。

　　采用重疊流水處理技術可以消除這種間隔，重疊流水處理后的時間空間關系如圖1(b)所示。其關鍵是時間重疊，即在一段時間間隔內不是處理一個過程，而是處理兩個或更多的子過程。經過時間重疊流水處理后，每個零件程序段的輸出之間、每個數據處理之間不再有間隔，從而保證電機轉動和刀具移動的連續性，加快數控加工的速度。

　　該方法節約了系統資源，有效防止了內存碎片的形成，適應大程序譯碼和復雜數據處理。

　　3。2目標碼編譯方法

　　目標碼編譯是執行一個零件的加工程序，只需在開機后首次運行時進行編譯，然后將得到的目標碼存放在RAM中，下次加工同樣的零件時，無需再次對原零件程序進行編譯，直接執行目標碼即可，從而減少了每次重新編譯所占用的時間。