一种数控系统及数控方法技术方案

本发明专利技术提供了一种数控系统及数控方法，该数控系统包括：运行在一个微内核上若干个实时系统，其中一个实时系统上运行PLC主站，其他每个实时系统运行一个通道的应用程序；每个通道的应用程序用于运行各自通道的控制算法，生成各自通道周期的控制数据；PLC主站用于根据各通道所述控制数据，实时输出各通道的控制指令，以控制各通道的被控设备。一种数控系统实施例不仅可以通过多个通道运行多个独立工序，实现控制功能多样化，同时提高了各通道的控制算法开发和调试的效率，还通过多个实时系统实现各控制工序之间的隔离，提高各工序的实时性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种数控系统及数控方法


[0001]本专利技术涉及工业控制领域，尤其涉及一种数控系统及数控方法。

技术介绍

[0002]对于现有的数控系统(Computer numerical control，CNC)，传统的数控系统的架构一般基于ARM或x86硬件平台设计，搭配实时操作系统后，在此基础上移植UI、译码模块、运动控制算法、主站等。
[0003]图1A和图1B分别示出了基于ARM和x86的CNC数控系统的结构图，这两种数控系统都只支持单RTOS。不论是单通道CNC数控系统还是多通道CNC数控系统，数控系统都是一个RTOS。
[0004]这如果只是针对单通道CNC数控系统，这两种数控系统可能没有什么问题，但是如果针对多通道数控系统的时候，单RTOS的架构的弊端显现的就很明显了，从研发阶段来说，单RTOS对于多通道编程来说代码层次会非常复杂，大多数数据都必须是二维变量的数据，从稳定性来说，如果某个通道出现问题，会影响整个CNC数控系统的稳定性，导致其它通道都出现问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种数控系统和应用该系统的数控方法，该数控系统包括：运行在一个微内核上若干个实时系统，其中一个实时系统上运行PLC主站，其他每个实时系统运行一个通道的应用程序；每个通道的应用程序用于运行各自通道的控制算法，生成各自通道周期的控制数据；PLC主站用于根据各通道所述控制数据，实时输出各通道的控制指令，以控制各通道的被控设备。一种数控系统实施例不仅可以通过多个通道运行多个独立工序，实现控制功能多样化，同时提高了各通道的控制算法开发和调试的效率，还通过多个实时系统实现各控制工序之间的隔离，提高各工序的实时性。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种数控系统，包括：运行在一个微内核上若干个实时系统，其中一个实时系统上运行PLC主站，其他每个实时系统运行一个通道的应用程序；每个通道的应用程序用于运行各自通道的控制算法，生成各自通道周期的控制数据；PLC主站用于根据各通道所述控制数据，实时输出各通道的控制指令，以控制各通道的被控设备。在一些实施例中，微内核为各实时系统提供独立的运行环境。
[0007]由上，通过多个通道运行各自独立的应用程序，实现控制功能多样化，同时提高了各通道的控制算法开发和调试的效率，还通过多个实时系统实现各控制工序之间的隔离，提高各工序的实时性。
[0008]在第一方面的一种可能实施方式中，各实时系统之间通过共享内存交换数据。
[0009]由上，通过共享内存提高各实时系统之间交互数据的速度，从而进一步提高数控的实时性。
[0010]在第一方面的一种可能实施方式中，所述数控系统还包括：运行在所述微内核上
的非实时系统，用于运行人机界面；非实时系统与各实时系统通过共享内存交换数据。
[0011]由上，通过人机界面实现人机交互，输入应用程序的控制文件、配置PLC主站的控制任务和显示数控结果，从而实现全流程及闭环数控。
[0012]在第一方面的一种可能实施方式中，当所述数控系统用于数控机床时，每个通道应用程序具体用于：执行各自通道的M代码译码、各自通道对应轴的加减速控制和运动轨迹插补，并据此生成各自通道所述控制数据。
[0013]由上，数控系统用于数控机床时通过M代码译码、加减速控制和运动轨迹插补，并生成控制数据，从实现对机床各轴的完整控制。
[0014]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种数控方法，包括：每个通道的应用程序运行各自通道的控制算法生成各自通道周期的控制数据，每个通道的所述应用程序运行在一个微内核的不同实时系统上；每个通道的应用程序发送各自通道的所述控制数据至PLC主站，所述PLC主站运行所述微内核的其他实时系统上，所述其他实时系统上不运行任一通道的应用程序；所述PLC主站的控制任务根据各通道的所述控制数据生成各通道的控制指令，以控制被控设备。在一些实施例中，微内核为各实时系统提供独立的运行环境。
[0015]由上，通过多个通道运行各自独立的应用程序，实现控制功能多样化，同时提高了各通道的控制算法开发和调试的效率，还通过多个实时系统实现各控制工序之间的隔离，提高各工序的实时性。
[0016]在第二方面的一种可能实施方式中，在所述微内核上，还运行非实时系统，在该非实时系统运行人机界面，在每个通道的应用程序运行各自通道的控制算法之前，所述方法还包括：所述人机界面向各通道的应用程序发送各自通道的控制文件，以用于生成各自通道的所述控制数据；以及在所述PLC主站的控制任务根据各通道的所述控制数据生成各通道的控制指令之前，所述方法还包括：所述人机界面配置所述控制任务。
[0017]由上，通过人机界面实现人机交互，输入应用程序的控制文件、配置PLC主站的控制任务和显示数控结果，从而实现全流程及闭环数控。
[0018]在第二方面的一种可能实施方式中，非实时系统与各实时系统之间通过共享内存交互数据；和/或各实时系统之间过共享内存交互数据。
[0019]由上，通过共享内存提高各实时系统之间交互数据的速度，从而进一步提高数控的实时性。
[0020]在第二方面的一种可能实施方式中，当所述方法用于控制数控机床时，所述每个通道的应用程序运行各自通道的控制算法生成各自通道周期的控制数据，具体包括：每个通道应用程序根据各自通道的所述控制文件执行各自通道的M代码译码、对应的轴的加减速控制和运动轨迹插补，并生成各自通道所述控制数据。
[0021]由上，数控系统用于数控机床时通过M代码译码、加减速控制和运动轨迹插补，并生成控制数据，从实现对机床各轴的完整控制。
[0022]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种计算设备，包括，
[0023]总线；
[0024]通信接口，其与所述总线连接；
[0025]至少一个处理器，其与所述总线连接；以及
[0026]至少一个存储器，其与所述总线连接并存储有程序指令，所述程序指令当被所述
至少一个处理器执行时使得所述至少一个处理器执行本专利技术第一方面任一所述实施方式。
[0027]第四方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，所述程序指令当被计算机执行时使得所述计算机执行申请第一方面任一所述实施方式。
附图说明
[0028]图1A为现有技术中基于ARM的CNC数控系统的结构图示意图；
[0029]图1B为现有技术中基于x86的CNC数控系统的结构图示意图；
[0030]图2为本专利技术的一种数控系统实施例一的结构示意图；
[0031]图3为本专利技术的一种数控系统实施例二的结构示意图；
[0032]图4为本专利技术的一种数控系统实施例二的数据交互方式的示意图；
[0033]图5为本专利技术的一种数控系统实施例二应用于数控机床时应用程序的功能示意图；
[0034]图6为本专利技术的一种数控方法实施例一的流程示意图；
[0035]图7为本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数控系统，其特征在于，包括：运行在一个微内核上若干个实时系统，其中一个实时系统上运行PLC主站，其他每个实时系统运行一个通道的应用程序；每个通道的应用程序用于运行各自通道的控制算法，生成各自通道周期的控制数据；PLC主站用于根据各通道所述控制数据，实时输出各通道的控制指令，以控制各通道的被控设备。2.根据权利要求1所述数控系统，其特征在于，各实时系统之间通过共享内存交换数据。3.根据权利要求1所述数控系统，其特征在于，还包括：运行在所述微内核上的非实时系统，用于运行人机界面；非实时系统与各实时系统通过共享内存交换数据。4.根据权利要求1至3任一所述数控系统，其特征在于，当所述数控系统用于数控机床时，每个通道应用程序具体用于：执行各自通道的M代码译码、各自通道对应轴的加减速控制和运动轨迹插补，并据此生成各自通道所述控制数据。5.一种数控方法，其特征在于，用于多个通道的生产工序控制，包括：每个通道的应用程序运行各自通道的控制算法生成各自通道周期的控制数据，每个通道的所述应用程序运行在一个微内核的不同实时系统上；每个通道的应用程序发送各自通道的所述控制数据至PLC主站，所述PLC主站运行所述微内核的其他实时系统上，所述其他实时系统上不运行任一通道的应用程序；所述PLC主站的控制任务根据各通道的所述控制数据生成各通道的控制指令，以控制被控设备。6.根据权利要求5所述方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘坪，梁宏沛，张敏光，靳鑫，毛响林，
申请(专利权)人：科东广州软件科技有限公司，
类型：发明
国别省市：