数值控制系统的路径轨迹点计算装置及其计算方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200910166350.4

申请日:

2009.08.24

公开号:

CN101995849A

公开日:

2011.03.30

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G05B 19/4097申请日:20090824|||公开

IPC分类号:

G05B19/4097

主分类号:

G05B19/4097

申请人:

台达电子工业股份有限公司

发明人:

蔡清雄

地址:

中国台湾桃园县

优先权:

专利代理机构:

北京律诚同业知识产权代理有限公司 11006

代理人:

梁挥;张燕华

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内容摘要

一种数值控制系统的路径轨迹点计算装置及其计算方法,是应用于一计算机数值控制工具机的加工路径轨迹点计算。该路径轨迹点计算装置主要包含一上位控制器及一服务驱动器。该上位控制器是提供一解译器用以解译该加工路径轨迹以产生多个执行指令。该些执行指令是通过串行通讯接口,由该上位控制器传送至该服务驱动器的一队列缓冲器储存,再由一路径轨迹点计算器接收并计算该队列缓冲器所传送出的该些执行指令,以产生多个路径轨迹点。

权利要求书

1: 一种数值控制系统的路径轨迹点计算装置, 应用于一计算机数值控制工具机的加工 路径轨迹点计算, 以计算机辅助制造软件产生的一 G-code 文件以定义该加工路径轨迹, 其 特征在于, 该路径轨迹点计算装置包含 : 一上位控制器, 包含 : 一解译器读取该 G-code 文件, 并解译该 G-code 文件以产生多个执行指令 ; 及 一第一高速串行通讯接口连接该解译器, 用以提供传送该些执行指令的通讯接口 ; 及 一服务驱动器, 包含 : 一第二高速串行通讯接口连接该上位控制器的该第一高速串行通讯接口, 用以电性连 接该服务驱动器与该上位控制器, 并提供接收该些执行指令的通讯接口 ; 一队列缓冲器连接该第二高速串行通讯接口, 用以提供储存空间以储存该上位控制器 传送至该服务驱动器的该些执行指令 ; 及 一路径轨迹点计算器连接该队列缓冲器, 用以接收并计算该队列缓冲器所传送出的该 些执行指令, 以产生多个路径轨迹点。
2: 根据权利要求 1 所述的数值控制系统的路径轨迹点计算装置, 其特征在于, 该解译 器为解译该 G-code 文件为 G01 指令、 G02 指令、 G03 指令或其它 G-code 的基本指令。
3: 一种数值控制系统的路径轨迹点计算方法, 该数值控制系统应用于一上位控制器提 供多个执行指令至一服务驱动器, 用以计算一计算机数值控制工具机的加工路径轨迹, 其 特征在于, 该路径轨迹点计算方法的步骤包含 : (a) 读取一 G-code 文件 ; (b) 通过一解译器解译该 G-code 文件以产生该些执行指令 ; (c) 依序传送该些执行指令至一队列缓冲器, 以储存该些执行指令 ; (d) 依序传送该些执行指令至一路径轨迹点计算器 ; (e) 通过该路径轨迹点计算器直接计算该些执行指令为多个路径轨迹点。
4: 根据权利要求 3 所述的数值控制系统的路径轨迹点计算方法, 其特征在于, 该步骤 (c) 还包含 : (c1) 若一上位控制器无发送一停止传送指令, 并且该些执行指令尚未全部传送结束, 同时该队列缓冲器的储存空间尚未存满, 则依序传送该些执行指令至该队列缓冲器储存。
5: 根据权利要求 3 所述的数值控制系统的路径轨迹点计算方法, 其特征在于, 该步骤 (c) 还包含 : (c2) 若该上位控制器无发送该停止传送指令, 并且该些执行指令尚未全部传送结束, 同时该队列缓冲器的储存空间已经存满, 则停止传送该些执行指令至该队列缓冲器。
6: 根据权利要求 3 所述的数值控制系统的路径轨迹点计算方法, 其特征在于, 该步骤 (c) 还包含 : (c3) 若该上位控制器无发送该停止传送指令, 并且该些执行指令已经全部传送结束, 则结束传送该些执行指令传送至该队列缓冲器。
7: 根据权利要求 3 所述的数值控制系统的路径轨迹点计算方法, 其特征在于, 该步骤 (c) 还包含 : (c4) 若该上位控制器发送该停止传送指令, 则停止传送该些执行指令至该队列缓冲 器。 2
8: 根据权利要求 4 所述的数值控制系统的路径轨迹点计算方法, 其特征在于, 该步骤 (c1) 之后还包含 : (c5) 若该服务驱动器接收该些执行指令为非正确, 则该服务驱动器删除已接收该些执 行指令并要求该上位控制器重新传送该些执行指令。
9: 根据权利要求 4 所述的数值控制系统的路径轨迹点计算方法, 其特征在于, 该步骤 (c1) 之后还包含 : (c6) 若该服务驱动器接收该些执行指令正确, 则执行步骤 (d)。
10: 根据权利要求 5 所述的数值控制系统的路径轨迹点计算方法, 其特征在于, 该步骤 (c2) 之后还包含 : (c7) 重新判断该上位控制器是否发送该停止传送指令。
11: 根据权利要求 8 所述的数值控制系统的路径轨迹点计算方法, 其特征在于, 该步骤 (c5) 之后还包含 : (c7) 重新判断该上位控制器是否发送该停止传送指令。

说明书


数值控制系统的路径轨迹点计算装置及其计算方法

    技术领域 本发明是有关一种数值控制系统的路径轨迹点计算装置及其计算方法, 尤指一种 具有一队列缓冲器的一数值控制系统的路径轨迹点计算装置及其计算方法。
     背景技术 运动控制是精密加工机械上关键的核心技术, 其应用范围包涵了从定位控制或速 度控制的产业机械到高精密度的各类计算机数值控制工具机 (CNCmachine tools)。运动 控制系统的建立是必须整合各种软硬件的技术而成的, 对于使用者而言, 除了对系统的基 本功能要求外, 成本高低、 系统稳定性、 使用频率、 保固服务、 与其它软硬件的扩充性和兼容 性…等等, 也都是评估运动控制系统的因素。另外在实际运动控制系统的考量上不仅要控 制各轴位置, 同时也要控制各轴的速度。因此, 当各轴位置或速度控制不好, 将直接影响机 械定位的不精准而使产品的良率下降。
     计 算 机 数 值 控 制 CNC(Computer Numerical Control) 利 用 计 算 机 辅 助 制 造 (Computer-aided manufacturing, CAM) 软件产生数值控制的 G-Code 文件, 再将该 G-Code 文件程序传入 CNC 控制系统, 由计算机通过数值信号, 控制机器的自动位移工作, 达到对象 的切削加工作业。
     数值控制工具机就是在工具机装上一套计算机数值控制系统 (computerized numerical control system), 借着输入数值数据到计算机数值控制系统, 计算机数值控制 系统经计算后发出命令, 对工具机进行主轴运转、 刀具更换、 刀具移动、 冷却剂开关· · · ·等 加以控制, 以完成程序设计者所预期的动作。
     美国专利 US 6,772,020B2 揭露一种利用移动式滤波器 (moving filter) 和延迟 器来建立回算器, 如此, 可获得较平滑的同相位的位置、 速度和加速度命令, 并且对服务延 迟现象会有很大改善。 由于该方法是采用二阶段滤波器架构, 实现控制回路的命令重建, 并 且, 在滤波器的设计上必须同时考虑机台的特性。 惟, 虽然增加了命令回算器在设计上的复 杂程度, 却也降低此一方法的实用性, 使得该方法并无法保证更高次曲线的连续性。
     因此, 如何设计出一种数值控制系统的路径轨迹点计算装置及其计算方法, 能以 降低串行通讯的数据量, 并解决轨迹误差产生的问题, 乃为本案发明所欲行克服并加以解 决的一大课题。
     发明内容
     为了解决上述问题, 本发明提供一种数值控制系统的路径轨迹点计算装置, 应用 于一计算机数值控制工具机的加工路径轨迹点计算, 以计算机辅助制造 (CAM) 软件产生的 一 G-code 文件以定义该加工路径轨迹。该路径轨迹点计算装置包含一上位控制器及一服 务驱动器。
     该上位控制器包含一解译器 (interpreter) 及一第一高速串行通讯接口。该 解译器 (interpreter) 读取该 G-code 文件, 并解译该 G-code 文件以产生多个执行指令(executable instructions)。 该第一高速串行通讯接口连接该解译器, 用以提供传送该些 执行指令的通讯接口。
     该服务驱动器包含一第二高速串行通讯接口、 一队列缓冲器 (queue buffer) 及一 路径轨迹点计算器。 该第二高速串行通讯接口是连接该上位控制器的该第一高速串行通讯 接口, 用以电性连接该服务驱动器与该上位控制器, 并提供接收该些执行指令的通讯接口。 该队列缓冲器 (queue buffer) 连接该第二高速串行通讯接口, 用以提供储存空间以储存该 上位控制器传送至该服务驱动器的该些执行指令。该路径轨迹点计算器连接该队列缓冲 器, 用以接收并计算该队列缓冲器所传送出的该些执行指令, 以产生多个路径轨迹点。
     为了解决上述问题, 本发明提供一种数值控制系统的路径轨迹点计算方法, 该数 值控制系统应用于一上位控制器, 提供多个执行指令至一服务驱动器, 用以计算一计算 机数值控制工具机的加工路径轨迹。该路径轨迹点计算方法的步骤包含 : 首先, 读取一 G-code 文件 ; 然后, 通过一解译器解译该 G-code 文件以产生该些执行指令 ; 然后, 依序传送 该些执行指令至一队列缓冲器, 以储存该些执行指令 ; 然后, 依序传送该些执行指令至一路 径轨迹点计算器 ; 最后, 通过该路径轨迹点计算器直接计算该些执行指令为多个路径轨迹 点。
     为此, 该数值控制系统的路径轨迹点计算装置及其计算方法, 可大幅降低该上位 控制器传给该服务驱动器的数据量, 而不用提高串行通讯速度。 并且, 可直接以基本执行指 令 ( 单节指令 ) 来计算路径轨迹, 而不会有产生轨迹误差的问题, 同时能达到路径轨迹位 置、 角速度及角加速度的计算与位置回路同步计算, 大幅提升系统的追随性能。并且, 若执 行指令传送错误, 即可要求重传, 增加系统的稳健度。
     以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述, 但不作为对本发明的限定。 附图说明
     图 1 为本发明一上位控制器与一服务驱动器的通讯示意图 ; 图 2 为本发明路径轨迹点计算方法的流程图 ; 图 3 为本发明一队列缓冲器储存多个执行指令的流程图 ; 图 4 为本发明该队列缓冲器储存该些执行指令的示意图 ; 图 5A 为本发明一计算机数值控制工具机的加工路径轨迹的范例图 ; 及 图 5B 为对应于图 5A 该加工路径轨迹的 G-code 程序指令。 其中, 附图标记 〔本发明〕 10 上位控制器 20 服务驱动器 102 解译器 104 第一高速串行通讯接口 202 第二高速串行通讯接口 204 队列缓冲器 (queue buffer) 206 路径轨迹点计算器 S100 ~ S500 步骤Ie1 ~ IeN 执行指令具体实施方式
     下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述 :
     请参见图 1, 为本发明数值控制系统的路径轨迹点计算装置的一上位控制器与一 服务驱动器的通讯示意图。该数值控制系统的该路径轨迹点计算装置, 应用于一计算机数 值控制工具机的加工路径轨迹点计算, 以计算机辅助制造 (CAM) 软件产生的一 G-code 文 件以定义该加工路径轨迹。该路径轨迹点计算装置主要包含一上位控制器 10 及一服务 驱动器 20。该上位控制器 10 包含一解译器 (interpreter)102 及一第一高速串行通讯接 口 104。此外, 该服务驱动器 20 包含一第二高速串行通讯接口 202、 一队列缓冲器 (queue buffer)204 及一路径轨迹点计算器 206。
     该解译器 102 读取该 G-code 文件, 并解译该 G-code 文件用以产生多个执行指令 (executable instructions)。该第一高速串行通讯接口 104 连接该解译器 102, 用以提供 传送该些执行指令的通讯接口。该第二高速串行通讯接口 202 连接该上位控制器 10 的该 第一高速串行通讯接口 104, 用以电性连接该服务驱动器 20 与该上位控制器 10, 并提供接 收该些执行指令的通讯接口。该队列缓冲器 (queue buffer)204 连接该第二高速串行通讯 接口 202, 用以提供储存空间以储存该上位控制器 10 传送至该服务驱动器 20 的该些执行 指令。该路径轨迹点计算器 206 连接该队列缓冲器 204, 用以接收并计算该队列缓冲器 204 所传送出的该些执行指令, 以产生多个路径轨迹点。 该 G-code 文件的内容为加工图形码, 又称为准备机能码 (preparatoryfunction codes)。该些加工图形码包含从 G00 至 G99 共一百多个程序指令, 然而主要直接影响加工 路径轨迹的指令为 G00 指令、 G01 指令、 G02 指令、 G03 指令。其中该 G00 指令为快速定位 (rapid positioning) 指令、 该 G01 指令为直线切削 (linear interpolation) 指令、 该 G02 指令为顺时针方向圆弧切削 (CW circularinterpolation) 指令、 以及该 G03 指令为逆时针 方向圆弧切削 (CCW circularinterpolation) 指令。其它的 G-code 指令大多是工具机机 台的控制指令。
     请参见图 2, 为本发明路径轨迹点计算方法的流程图。 该路径轨迹点计算方法的步 骤如下详述。首先, 一解译器 (interpreter) 读取一 G-code 文件 (S100)。该 G-code 文件 通过该解译器解译, 以产生多个执行指令 (S200)。亦即, 当该 G-code 文件依序读入该解译 器时, 该解译器会进行最佳化策略来决定进给速率、 转角、 单节拟合, 而输出最适合的该些 执行指令。 然后, 一上位控制器依序传送该些执行指令至一服务驱动器的一队列缓冲器, 以 储存该些执行指令 (S300)。 当该服务驱动器接收到由该上位控制器所传送的该些执行指令 后, 就会将该些执行指令依序储存在该队列缓冲器内。 ( 详见后续配合图 3 的说明 )。 然后, 当该服务驱动器的一路径轨迹点计算器读取储存在该队列缓冲器的该些执行指令, 就会依 序传送该些执行指令至该路径轨迹点计算器 (S400)。然后, 该些执行指令通过该路径轨迹 点计算器直接计算, 以产生多个路径轨迹点 (S500)。因此, 该 G-code 文件经由该解译器解 译成为该些执行指令, 并该些执行指令用以当作串行通讯的内容, 并直接通过该服务驱动 器计算, 而达到该数值控制系统的路径轨迹点计算。
     请参见图 3 为本发明该队列缓冲器储存多个执行指令的流程图。当该解译器产
     生多个执行指令 (S200) 之后, 先判断该上位控制器是否发送一停止传送指令 (S310), 以确 认该上位控制器进行该些执行指令的传送或停止该些执行指令的传送。若该上位控制器 发送该停止传送指令, 即表示该上位控制器停止该些执行指令的传送, 则停止传送该些执 行指令至一队列缓冲器 (S312), 以确保当该上位控制器发出紧急停止要求, 能够立即停止 将该些执行指令传送该服务驱动器, 以中断该服务驱动器的操作。若该上位控制器无发送 该停止传送指令, 即表示该上位控制器允许进行该些执行指令的传送, 则该上位控制器判 断该些执行指令是否全部传送结束 (S320)。若该上位控制器判断该些执行指令已经全部 传送结束, 则结束传送该些执行指令 (S322)。若该上位控制器判断该些执行指令尚未全部 传送结束, 则该服务驱动器判断该队列缓冲器的储存空间是否已经存满 (S330)。若该服务 驱动器判断该队列缓冲器的储存空间已经存满, 则停止传送该些执行指令至该队列缓冲器 (S312)。 亦即, 当该队列缓冲器的储存空间已满, 则该服务驱动器通知该上位控制器停止再 传送该些执行指令。若该服务驱动器判断该队列缓冲器的储存空间尚未存满, 则传送该些 执行指令至该队列缓冲器储存 (S332)。 亦即, 当该队列缓冲器的储存空间未满, 则该服务驱 动器系通知该上位控制器继续传送该些执行指令。然后, 在该步骤 (S332) 之后, 该服务驱 动器判断已接收该些执行指令是否正确 (S340), 以确认该上位控制器传送正确的该些执行 指令给该服务驱动器。若该服务驱动器接收该些执行指令为非正确, 则该服务驱动器删除 已接收该些执行指令并要求该上位控制器重新传送该些执行指令 (S342)。 若该服务驱动器 接收该些执行指令正确, 则执行步骤 (S400), 也就是依序将该队列缓冲器内的该些执行指 令传送至该路径轨迹点计算器。 此外, 在该步骤 (S312) 之后, 也就是停止传送该些执行指令至该队列缓冲器之 后, 则重新执行步骤 (S310), 也就是判断该上位控制器是否发送该停止传送指令。另外, 在 该步骤 (S342) 之后, 也就是该服务驱动器删除已接收该些执行指令并要求该上位控制器 重新传送该些执行指令, 则重新执行步骤 (S310), 也就是判断该上位控制器是否发送该停 止传送指令。并且, 在该步骤 (S310) 之后, 则反复前述的各步骤动作流程, 在此不再赘述。
     请参见图 4 为本发明该队列缓冲器储存该些执行指令的示意图。队列 (queue) 是一种数据处理机制, 主要在于保持输入的串行数据的顺序性, 也就是说, 先存进队列的元 素, 也会先被取出来, 这种方式为先进先出 (First-In-First-Out, FIFO)。故此, 在本发明 中, 该服务驱动器 20 提供一队列缓冲器 (queue buffer)204, 用以提供储存空间以储存该 上位控制器 10 传送至该服务驱动器 20 的该些执行指令 Ie1, Ie2, Ie3, ..., IeN。该些执行 指令 Ie1, Ie2, Ie3, ..., IeN 依该上位控制器 10 所传送至该服务驱动器 20 的顺序, 依序被 储存至该服务驱动器 20 的该队列缓冲器 204 的储存空间。 图中箭头符号方向代表该些执行 指令 Ie1, Ie2, Ie3, ..., IeN 的存取方向。如图所示, 一 G-code 文件是由计算机辅助制造 (CAM) 软件产生, 以定义计算机数值控制工具机的加工路径轨迹。该 G-code 文件是经由该 上位控制器 10 的一解译器 ( 未图示, 请参见图 1) 读取, 并且该 G-code 文件是经由该解译器 解译以产生多个执行指令 Ie1, Ie2, Ie3, ..., IeN。该上位控制器 10 具有一第一高速串行 通讯接口 ( 未图标, 请参见图 1), 而该服务驱动器 20 具有一第二高速串行通讯接口 ( 未图 标, 请参见图 1), 用以提供传送该些执行指令 Ie1, Ie2, Ie3, ..., IeN 的通讯接口。针对本 实施例, 假若该队列缓冲器 204 的储存空间尚未存满, 则该服务驱动器 20 通知该上位控制 器继续传送该些执行指令 Ie1, Ie2, Ie3, ..., IeN, 因此, 该些执行指令 Ie1, Ie2, Ie3, ...,
     IeN 依序被储存至该队列缓冲器 204 的储存空间。此外, 当该服务驱动器 20 的一路径轨迹 点计算器 ( 未图示, 请参见图 1) 从该队列缓冲器 204 的储存空间读取该些执行指令 Ie1, Ie2, Ie3, ..., IeN 时, 则该服务驱动器 20 以先进先出方式, 依序将该队列缓冲器 204 内的该 些执行指令 Ie1, Ie2, Ie3, ..., IeN 传送至该路径轨迹点计算器, 以产生多个路径轨迹点。
     请参见图 5A 及图 5B, 分别为本发明一计算机数值控制工具机的加工路径轨迹的 范例图及对应于图 5A 该加工路径轨迹的 G-code 程序指令。在本实施例中, 重点在于说明 该 G-code 程序指令对应于该加工路径轨迹如何应用在该计算机数值控制工具机的加工程 序上, 故此, 省略了在实际加工过程中所需要的刀具半径补正指令及其它工具机机台的控 制指令。该些刀具半径补正指令分别为 G40 指令 ( 取消刀径补正 )、 G41 指令 ( 刀径左向补 正 ) 及 G42 指令 ( 刀径右向补正 )。所谓刀具半径补正是因为刀具本身具有一定的半径, 因 此, 在实际加工过程中, 被加工的工件外形尺寸会减少一刀具直径值, 而相对地, 该工件内 形尺寸会增加一刀具直径值。
     该 G-code 文件的主要直接影响加工路径轨迹的指令为 G00 指令、 G01 指令、 G02 指 令及 G03 指令。其中该 G00 指令为快速定位 (rapid positioning) 指令、 该 G01 指令为直 线切削 (linear interpolation) 指令、 该 G02 指令为顺时针方向圆弧切削 (CW circular interpolation) 指令、 该 G03 为指令逆时针方向圆弧切削 (CCW circular interpolation) 指令。因此, 在图 5B 中, 第 (1) 行 G-code 执行指令是控制该刀具快速定位至 A(-20, -20) 点的位置。 第 (2) 行 G-code 执行指令是控制该刀具直线切削, 且路径轨迹是由 A(-20, -20) 点加工至 B(0, 0) 点。第 (3) 行 G-code 执行指令是控制该刀具直线切削, 且路径轨迹是由 B(0, 0) 点加工至 C(0, 35) 点。第 (4) 行 G-code 执行指令是控制该刀具直线切削, 且路径 轨迹是由 C(0, 35) 点加工至 D(20, 35) 点。第 (5) 行 G-code 执行指令是控制该刀具以 65 单位长为半径长度逆时针方向圆弧切削, 且路径轨迹是由 D(20, 35) 点加工至 E(25, 60) 点。 第 (6) 行 G-code 执行指令是控制该刀具以 25 单位长为半径长度顺时针方向圆弧切削, 且 路径轨迹是由 E(25, 60) 点加工至 F(65, 60) 点。第 (7) 行 G-code 执行指令是控制该刀具 以 65 单位长为半径长度逆时针方向圆弧切削, 且路径轨迹是由 F(65, 60) 点加工至 G(70, 35) 点。第 (8) 行 G-code 执行指令是控制该刀具直线切削, 且路径轨迹是由 G(70, 35) 点 加工至 H(90, 35) 点。第 (9) 行 G-code 执行指令是控制该刀具直线切削, 且路径轨迹系由 H(90, 35) 点加工至 I(90, 0) 点。第 (10) 行 G-code 执行指令是控制该刀具直线切削, 且路 径轨迹是由 I(90, 0) 点加工至 J(45, 10) 点。第 (11) 行 G-code 执行指令系控制该刀具直 线切削, 且路径轨迹是由 J(45, 10) 点加工至 B(0, 0) 点。第 (12) 行 G-code 执行指令是控 制该刀具直线切削, 且路径轨迹是由 B(0, 0) 点加工至 A(-20, -20) 点。
     配合图 4 的说明, 在本实施例中, 该第 (1) 行至第 (12) 行指令是为 G-code 文件的 内容, 该 G-code 文件是经由该解译器读取, 并且该解译器解译该 G-code 文件以产生对应 于第 (1) 行至第 (12) 行指令的多个执行指令 Ie1, Ie2, Ie3, ..., Ie12。当该上位控制器 10 无发送该停止传送指令, 即该上位控制器 10 允许传送该些执行指令 Ie1, Ie2, Ie3, ..., Ie12。然后, 当该服务驱动器 20 判断该些执行指令 Ie1, Ie2, Ie3, ..., Ie12 尚未全部传送 结束, 以本实施例为例, 目前该些执行指令 Ie1, Ie2, Ie3, ..., Ie12 尚未全部传送结束。然 后, 当该服务驱动器 20 判断该队列缓冲器的 204 储存空间尚未存满, 则该些执行指令 Ie1, Ie2, Ie3, ..., Ie12 依序传送至该队列缓冲器 204 储存。假设该上位控制器 10 允许传送前三个执行指令 Ie1, Ie2, Ie3 至该队列缓冲器 204 储存, 则前三个执行指令 Ie1, Ie2, Ie3 被 以先进先出 (first-in-first-out) 方式依序存入该队列缓冲器 204, 即第 (1) 行 G-code 执 行指令是控制该刀具快速定位至 A(-20, -20) 点的位置。第 (2) 行 G-code 执行指令是控制 该刀具直线切削, 且路径轨迹是由 A(-20, -20) 点加工至 B(0, 0) 点。第 (3) 行 G-code 执行 指令是控制该刀具直线切削, 且路径轨迹是由 B(0, 0) 点加工至 C(0, 35) 点。然后, 当该服 务驱动器 20 接收该些执行指令 Ie1, Ie2, Ie3 正确, 则依序将该队列缓冲器 204 内的前三 个执行指令 Ie1, Ie2, Ie3 传送至该路径轨迹点计算器 206, 并且, 通过该路径轨迹点计算器 206 计算, 以产生多个路径轨迹点。
     然而, 假若在传送该些执行指令 Ie1, Ie2, Ie3 至该队列缓冲器 204 的过程中, 该 服务驱动器 20 接收该些执行指令 Ie 1, Ie2, Ie3” 有错误 ( 第三个执行指令 Ie3” 有误 ) 时, 即该些接收的执行指令 Ie1, Ie2, Ie3” 为非该上位控制器 10 所要传送的该些执行指令 Ie1, Ie2, Ie3, 则该服务驱动器 10 删除已接收的该错误执行指令 Ie3” 并要求该上位控制器 10 重新传送正确的该执行指令 Ie3。此外, 假若在传送该些执行指令 Ie1, Ie2, Ie3 至该队 列缓冲器 204 的过程中, 该服务驱动器 20 判断该队列缓冲器 204 的储存空间已经存满, 则 该上位控制器 10 停止传送该些执行指令 Ie1, Ie2, Ie3 至该队列缓冲器 204。此外, 假若在 传送该些执行指令 Ie1, Ie2, Ie3 至该队列缓冲器 204 的过程中, 假若该上位控制器 10 判 断该些执行指令 Ie1, Ie2, Ie3, ..., Ie12 已全部传送结束, 则结束传送该些执行指令 Ie1, Ie2, Ie3, ..., Ie12 的操作。此外, 假若在传送该些执行指令 Ie1, Ie2, Ie3 至该队列缓冲 器 204 的过程中, 该上位控制器 10 发送该停止传送指令, 则该服务驱动器会停止在目前单 节的目的点, 以确保当该上位控制器 10 发出紧急停止要求, 能够立即停止将该些执行指令 Ie1, Ie2, Ie3, ..., Ie12 传送该服务驱动器 20, 以中断该服务驱动器 20 的操作。
     本发明的数值控制系统的路径轨迹点计算装置及其计算方法主要是直接以利用 该上位控制器 10 的该解译器 102 读取该 G-code 文件并解译该 G-code 文件以产生该些执 行指令, 而非在上位控制器 10 利用插补方式, 将离散位置命令转换为平滑位置曲线的处理 过程, 将会产生许多的运算数据, 而增加数据量的传送, 因此降低串行通讯速度。在本发明 的实施例中, 由于仅传送该些经解译的该些执行指令, 而可大大降低数据量的传送, 因此可 提高串行通讯速度。故此, 该第一高速串行通讯接口 102 与该第二高速串行通讯接口 202 是可用于处理更多轴的计算机数值控制工具机的加工路径轨迹点计算。
     综上所述, 本发明具有以下的优点 :
     1、 大幅降低上位控制器传给服务驱动器的数据量。
     2、 不用提高串行通讯速度。
     3、 不需要传统使用的命令还原器, 可直接以单节指令 ( 基本执行指令 ) 来计算路 径轨迹, 而不会有产生轨迹误差的问题。
     4、 路径轨迹位置、 角速度及角加速度的计算与位置回路同步计算, 大幅提升系统 的追随性能。
     5. 由于上位控制器传给服务驱动器所需的数据量降低, 因此若执行指令传送错 误, 即可要求重传, 增加系统的稳健度。
     当然, 本发明还可有其它多种实施例, 在不背离本发明精神及其实质的情况下, 熟 悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形, 但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

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1、10申请公布号CN101995849A43申请公布日20110330CN101995849ACN101995849A21申请号200910166350422申请日20090824G05B19/409720060171申请人台达电子工业股份有限公司地址中国台湾桃园县72发明人蔡清雄74专利代理机构北京律诚同业知识产权代理有限公司11006代理人梁挥张燕华54发明名称数值控制系统的路径轨迹点计算装置及其计算方法57摘要一种数值控制系统的路径轨迹点计算装置及其计算方法,是应用于一计算机数值控制工具机的加工路径轨迹点计算。该路径轨迹点计算装置主要包含一上位控制器及一服务驱动器。该上位控制器是提供一解译。

2、器用以解译该加工路径轨迹以产生多个执行指令。该些执行指令是通过串行通讯接口,由该上位控制器传送至该服务驱动器的一队列缓冲器储存,再由一路径轨迹点计算器接收并计算该队列缓冲器所传送出的该些执行指令,以产生多个路径轨迹点。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书7页附图6页CN101995854A1/2页21一种数值控制系统的路径轨迹点计算装置,应用于一计算机数值控制工具机的加工路径轨迹点计算,以计算机辅助制造软件产生的一GCODE文件以定义该加工路径轨迹,其特征在于,该路径轨迹点计算装置包含一上位控制器,包含一解译器读取该GCODE文件,并解译该GCOD。

3、E文件以产生多个执行指令;及一第一高速串行通讯接口连接该解译器,用以提供传送该些执行指令的通讯接口;及一服务驱动器,包含一第二高速串行通讯接口连接该上位控制器的该第一高速串行通讯接口,用以电性连接该服务驱动器与该上位控制器,并提供接收该些执行指令的通讯接口;一队列缓冲器连接该第二高速串行通讯接口,用以提供储存空间以储存该上位控制器传送至该服务驱动器的该些执行指令;及一路径轨迹点计算器连接该队列缓冲器,用以接收并计算该队列缓冲器所传送出的该些执行指令,以产生多个路径轨迹点。2根据权利要求1所述的数值控制系统的路径轨迹点计算装置,其特征在于,该解译器为解译该GCODE文件为G01指令、G02指令、。

4、G03指令或其它GCODE的基本指令。3一种数值控制系统的路径轨迹点计算方法,该数值控制系统应用于一上位控制器提供多个执行指令至一服务驱动器,用以计算一计算机数值控制工具机的加工路径轨迹,其特征在于,该路径轨迹点计算方法的步骤包含A读取一GCODE文件;B通过一解译器解译该GCODE文件以产生该些执行指令;C依序传送该些执行指令至一队列缓冲器,以储存该些执行指令;D依序传送该些执行指令至一路径轨迹点计算器;E通过该路径轨迹点计算器直接计算该些执行指令为多个路径轨迹点。4根据权利要求3所述的数值控制系统的路径轨迹点计算方法,其特征在于,该步骤C还包含C1若一上位控制器无发送一停止传送指令,并且该。

5、些执行指令尚未全部传送结束,同时该队列缓冲器的储存空间尚未存满,则依序传送该些执行指令至该队列缓冲器储存。5根据权利要求3所述的数值控制系统的路径轨迹点计算方法,其特征在于,该步骤C还包含C2若该上位控制器无发送该停止传送指令,并且该些执行指令尚未全部传送结束,同时该队列缓冲器的储存空间已经存满,则停止传送该些执行指令至该队列缓冲器。6根据权利要求3所述的数值控制系统的路径轨迹点计算方法,其特征在于,该步骤C还包含C3若该上位控制器无发送该停止传送指令,并且该些执行指令已经全部传送结束,则结束传送该些执行指令传送至该队列缓冲器。7根据权利要求3所述的数值控制系统的路径轨迹点计算方法,其特征在于。

6、,该步骤C还包含C4若该上位控制器发送该停止传送指令,则停止传送该些执行指令至该队列缓冲器。权利要求书CN101995849ACN101995854A2/2页38根据权利要求4所述的数值控制系统的路径轨迹点计算方法,其特征在于,该步骤C1之后还包含C5若该服务驱动器接收该些执行指令为非正确,则该服务驱动器删除已接收该些执行指令并要求该上位控制器重新传送该些执行指令。9根据权利要求4所述的数值控制系统的路径轨迹点计算方法,其特征在于,该步骤C1之后还包含C6若该服务驱动器接收该些执行指令正确,则执行步骤D。10根据权利要求5所述的数值控制系统的路径轨迹点计算方法,其特征在于,该步骤C2之后还包含。

7、C7重新判断该上位控制器是否发送该停止传送指令。11根据权利要求8所述的数值控制系统的路径轨迹点计算方法,其特征在于,该步骤C5之后还包含C7重新判断该上位控制器是否发送该停止传送指令。权利要求书CN101995849ACN101995854A1/7页4数值控制系统的路径轨迹点计算装置及其计算方法技术领域0001本发明是有关一种数值控制系统的路径轨迹点计算装置及其计算方法,尤指一种具有一队列缓冲器的一数值控制系统的路径轨迹点计算装置及其计算方法。背景技术0002运动控制是精密加工机械上关键的核心技术,其应用范围包涵了从定位控制或速度控制的产业机械到高精密度的各类计算机数值控制工具机CNCMAC。

8、HINETOOLS。运动控制系统的建立是必须整合各种软硬件的技术而成的,对于使用者而言,除了对系统的基本功能要求外,成本高低、系统稳定性、使用频率、保固服务、与其它软硬件的扩充性和兼容性等等,也都是评估运动控制系统的因素。另外在实际运动控制系统的考量上不仅要控制各轴位置,同时也要控制各轴的速度。因此,当各轴位置或速度控制不好,将直接影响机械定位的不精准而使产品的良率下降。0003计算机数值控制CNCCOMPUTERNUMERICALCONTROL利用计算机辅助制造COMPUTERAIDEDMANUFACTURING,CAM软件产生数值控制的GCODE文件,再将该GCODE文件程序传入CNC控制。

9、系统,由计算机通过数值信号,控制机器的自动位移工作,达到对象的切削加工作业。0004数值控制工具机就是在工具机装上一套计算机数值控制系统COMPUTERIZEDNUMERICALCONTROLSYSTEM,借着输入数值数据到计算机数值控制系统,计算机数值控制系统经计算后发出命令,对工具机进行主轴运转、刀具更换、刀具移动、冷却剂开关等加以控制,以完成程序设计者所预期的动作。0005美国专利US6,772,020B2揭露一种利用移动式滤波器MOVINGFILTER和延迟器来建立回算器,如此,可获得较平滑的同相位的位置、速度和加速度命令,并且对服务延迟现象会有很大改善。由于该方法是采用二阶段滤波器架。

10、构,实现控制回路的命令重建,并且,在滤波器的设计上必须同时考虑机台的特性。惟,虽然增加了命令回算器在设计上的复杂程度,却也降低此一方法的实用性,使得该方法并无法保证更高次曲线的连续性。0006因此,如何设计出一种数值控制系统的路径轨迹点计算装置及其计算方法,能以降低串行通讯的数据量,并解决轨迹误差产生的问题,乃为本案发明所欲行克服并加以解决的一大课题。发明内容0007为了解决上述问题,本发明提供一种数值控制系统的路径轨迹点计算装置,应用于一计算机数值控制工具机的加工路径轨迹点计算,以计算机辅助制造CAM软件产生的一GCODE文件以定义该加工路径轨迹。该路径轨迹点计算装置包含一上位控制器及一服务。

11、驱动器。0008该上位控制器包含一解译器INTERPRETER及一第一高速串行通讯接口。该解译器INTERPRETER读取该GCODE文件,并解译该GCODE文件以产生多个执行指令说明书CN101995849ACN101995854A2/7页5EXECUTABLEINSTRUCTIONS。该第一高速串行通讯接口连接该解译器,用以提供传送该些执行指令的通讯接口。0009该服务驱动器包含一第二高速串行通讯接口、一队列缓冲器QUEUEBUFFER及一路径轨迹点计算器。该第二高速串行通讯接口是连接该上位控制器的该第一高速串行通讯接口,用以电性连接该服务驱动器与该上位控制器,并提供接收该些执行指令的通讯。

12、接口。该队列缓冲器QUEUEBUFFER连接该第二高速串行通讯接口,用以提供储存空间以储存该上位控制器传送至该服务驱动器的该些执行指令。该路径轨迹点计算器连接该队列缓冲器,用以接收并计算该队列缓冲器所传送出的该些执行指令,以产生多个路径轨迹点。0010为了解决上述问题,本发明提供一种数值控制系统的路径轨迹点计算方法,该数值控制系统应用于一上位控制器,提供多个执行指令至一服务驱动器,用以计算一计算机数值控制工具机的加工路径轨迹。该路径轨迹点计算方法的步骤包含首先,读取一GCODE文件;然后,通过一解译器解译该GCODE文件以产生该些执行指令;然后,依序传送该些执行指令至一队列缓冲器,以储存该些执。

13、行指令;然后,依序传送该些执行指令至一路径轨迹点计算器;最后,通过该路径轨迹点计算器直接计算该些执行指令为多个路径轨迹点。0011为此,该数值控制系统的路径轨迹点计算装置及其计算方法,可大幅降低该上位控制器传给该服务驱动器的数据量,而不用提高串行通讯速度。并且,可直接以基本执行指令单节指令来计算路径轨迹,而不会有产生轨迹误差的问题,同时能达到路径轨迹位置、角速度及角加速度的计算与位置回路同步计算,大幅提升系统的追随性能。并且,若执行指令传送错误,即可要求重传,增加系统的稳健度。0012以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述,但不作为对本发明的限定。附图说明0013图1为本发明一上位控制器。

14、与一服务驱动器的通讯示意图;0014图2为本发明路径轨迹点计算方法的流程图;0015图3为本发明一队列缓冲器储存多个执行指令的流程图;0016图4为本发明该队列缓冲器储存该些执行指令的示意图;0017图5A为本发明一计算机数值控制工具机的加工路径轨迹的范例图;及0018图5B为对应于图5A该加工路径轨迹的GCODE程序指令。0019其中,附图标记0020本发明002110上位控制器002220服务驱动器0023102解译器0024104第一高速串行通讯接口0025202第二高速串行通讯接口0026204队列缓冲器QUEUEBUFFER0027206路径轨迹点计算器0028S100S500步骤说。

15、明书CN101995849ACN101995854A3/7页60029IE1IEN执行指令具体实施方式0030下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述0031请参见图1,为本发明数值控制系统的路径轨迹点计算装置的一上位控制器与一服务驱动器的通讯示意图。该数值控制系统的该路径轨迹点计算装置,应用于一计算机数值控制工具机的加工路径轨迹点计算,以计算机辅助制造CAM软件产生的一GCODE文件以定义该加工路径轨迹。该路径轨迹点计算装置主要包含一上位控制器10及一服务驱动器20。该上位控制器10包含一解译器INTERPRETER102及一第一高速串行通讯接口104。此外,该服务驱动器20包含。

16、一第二高速串行通讯接口202、一队列缓冲器QUEUEBUFFER204及一路径轨迹点计算器206。0032该解译器102读取该GCODE文件,并解译该GCODE文件用以产生多个执行指令EXECUTABLEINSTRUCTIONS。该第一高速串行通讯接口104连接该解译器102,用以提供传送该些执行指令的通讯接口。该第二高速串行通讯接口202连接该上位控制器10的该第一高速串行通讯接口104,用以电性连接该服务驱动器20与该上位控制器10,并提供接收该些执行指令的通讯接口。该队列缓冲器QUEUEBUFFER204连接该第二高速串行通讯接口202,用以提供储存空间以储存该上位控制器10传送至该服务。

17、驱动器20的该些执行指令。该路径轨迹点计算器206连接该队列缓冲器204,用以接收并计算该队列缓冲器204所传送出的该些执行指令,以产生多个路径轨迹点。0033该GCODE文件的内容为加工图形码,又称为准备机能码PREPARATORYFUNCTIONCODES。该些加工图形码包含从G00至G99共一百多个程序指令,然而主要直接影响加工路径轨迹的指令为G00指令、G01指令、G02指令、G03指令。其中该G00指令为快速定位RAPIDPOSITIONING指令、该G01指令为直线切削LINEARINTERPOLATION指令、该G02指令为顺时针方向圆弧切削CWCIRCULARINTERPOLA。

18、TION指令、以及该G03指令为逆时针方向圆弧切削CCWCIRCULARINTERPOLATION指令。其它的GCODE指令大多是工具机机台的控制指令。0034请参见图2,为本发明路径轨迹点计算方法的流程图。该路径轨迹点计算方法的步骤如下详述。首先,一解译器INTERPRETER读取一GCODE文件S100。该GCODE文件通过该解译器解译,以产生多个执行指令S200。亦即,当该GCODE文件依序读入该解译器时,该解译器会进行最佳化策略来决定进给速率、转角、单节拟合,而输出最适合的该些执行指令。然后,一上位控制器依序传送该些执行指令至一服务驱动器的一队列缓冲器,以储存该些执行指令S300。当该。

19、服务驱动器接收到由该上位控制器所传送的该些执行指令后,就会将该些执行指令依序储存在该队列缓冲器内。详见后续配合图3的说明。然后,当该服务驱动器的一路径轨迹点计算器读取储存在该队列缓冲器的该些执行指令,就会依序传送该些执行指令至该路径轨迹点计算器S400。然后,该些执行指令通过该路径轨迹点计算器直接计算,以产生多个路径轨迹点S500。因此,该GCODE文件经由该解译器解译成为该些执行指令,并该些执行指令用以当作串行通讯的内容,并直接通过该服务驱动器计算,而达到该数值控制系统的路径轨迹点计算。0035请参见图3为本发明该队列缓冲器储存多个执行指令的流程图。当该解译器产说明书CN101995849A。

20、CN101995854A4/7页7生多个执行指令S200之后,先判断该上位控制器是否发送一停止传送指令S310,以确认该上位控制器进行该些执行指令的传送或停止该些执行指令的传送。若该上位控制器发送该停止传送指令,即表示该上位控制器停止该些执行指令的传送,则停止传送该些执行指令至一队列缓冲器S312,以确保当该上位控制器发出紧急停止要求,能够立即停止将该些执行指令传送该服务驱动器,以中断该服务驱动器的操作。若该上位控制器无发送该停止传送指令,即表示该上位控制器允许进行该些执行指令的传送,则该上位控制器判断该些执行指令是否全部传送结束S320。若该上位控制器判断该些执行指令已经全部传送结束,则结束。

21、传送该些执行指令S322。若该上位控制器判断该些执行指令尚未全部传送结束,则该服务驱动器判断该队列缓冲器的储存空间是否已经存满S330。若该服务驱动器判断该队列缓冲器的储存空间已经存满,则停止传送该些执行指令至该队列缓冲器S312。亦即,当该队列缓冲器的储存空间已满,则该服务驱动器通知该上位控制器停止再传送该些执行指令。若该服务驱动器判断该队列缓冲器的储存空间尚未存满,则传送该些执行指令至该队列缓冲器储存S332。亦即,当该队列缓冲器的储存空间未满,则该服务驱动器系通知该上位控制器继续传送该些执行指令。然后,在该步骤S332之后,该服务驱动器判断已接收该些执行指令是否正确S340,以确认该上位。

22、控制器传送正确的该些执行指令给该服务驱动器。若该服务驱动器接收该些执行指令为非正确,则该服务驱动器删除已接收该些执行指令并要求该上位控制器重新传送该些执行指令S342。若该服务驱动器接收该些执行指令正确,则执行步骤S400,也就是依序将该队列缓冲器内的该些执行指令传送至该路径轨迹点计算器。0036此外,在该步骤S312之后,也就是停止传送该些执行指令至该队列缓冲器之后,则重新执行步骤S310,也就是判断该上位控制器是否发送该停止传送指令。另外,在该步骤S342之后,也就是该服务驱动器删除已接收该些执行指令并要求该上位控制器重新传送该些执行指令,则重新执行步骤S310,也就是判断该上位控制器是否。

23、发送该停止传送指令。并且,在该步骤S310之后,则反复前述的各步骤动作流程,在此不再赘述。0037请参见图4为本发明该队列缓冲器储存该些执行指令的示意图。队列QUEUE是一种数据处理机制,主要在于保持输入的串行数据的顺序性,也就是说,先存进队列的元素,也会先被取出来,这种方式为先进先出FIRSTINFIRSTOUT,FIFO。故此,在本发明中,该服务驱动器20提供一队列缓冲器QUEUEBUFFER204,用以提供储存空间以储存该上位控制器10传送至该服务驱动器20的该些执行指令IE1,IE2,IE3,IEN。该些执行指令IE1,IE2,IE3,IEN依该上位控制器10所传送至该服务驱动器20的。

24、顺序,依序被储存至该服务驱动器20的该队列缓冲器204的储存空间。图中箭头符号方向代表该些执行指令IE1,IE2,IE3,IEN的存取方向。如图所示,一GCODE文件是由计算机辅助制造CAM软件产生,以定义计算机数值控制工具机的加工路径轨迹。该GCODE文件是经由该上位控制器10的一解译器未图示,请参见图1读取,并且该GCODE文件是经由该解译器解译以产生多个执行指令IE1,IE2,IE3,IEN。该上位控制器10具有一第一高速串行通讯接口未图标,请参见图1,而该服务驱动器20具有一第二高速串行通讯接口未图标,请参见图1,用以提供传送该些执行指令IE1,IE2,IE3,IEN的通讯接口。针对本。

25、实施例,假若该队列缓冲器204的储存空间尚未存满,则该服务驱动器20通知该上位控制器继续传送该些执行指令IE1,IE2,IE3,IEN,因此,该些执行指令IE1,IE2,IE3,说明书CN101995849ACN101995854A5/7页8IEN依序被储存至该队列缓冲器204的储存空间。此外,当该服务驱动器20的一路径轨迹点计算器未图示,请参见图1从该队列缓冲器204的储存空间读取该些执行指令IE1,IE2,IE3,IEN时,则该服务驱动器20以先进先出方式,依序将该队列缓冲器204内的该些执行指令IE1,IE2,IE3,IEN传送至该路径轨迹点计算器,以产生多个路径轨迹点。0038请参见图。

26、5A及图5B,分别为本发明一计算机数值控制工具机的加工路径轨迹的范例图及对应于图5A该加工路径轨迹的GCODE程序指令。在本实施例中,重点在于说明该GCODE程序指令对应于该加工路径轨迹如何应用在该计算机数值控制工具机的加工程序上,故此,省略了在实际加工过程中所需要的刀具半径补正指令及其它工具机机台的控制指令。该些刀具半径补正指令分别为G40指令取消刀径补正、G41指令刀径左向补正及G42指令刀径右向补正。所谓刀具半径补正是因为刀具本身具有一定的半径,因此,在实际加工过程中,被加工的工件外形尺寸会减少一刀具直径值,而相对地,该工件内形尺寸会增加一刀具直径值。0039该GCODE文件的主要直接影。

27、响加工路径轨迹的指令为G00指令、G01指令、G02指令及G03指令。其中该G00指令为快速定位RAPIDPOSITIONING指令、该G01指令为直线切削LINEARINTERPOLATION指令、该G02指令为顺时针方向圆弧切削CWCIRCULARINTERPOLATION指令、该G03为指令逆时针方向圆弧切削CCWCIRCULARINTERPOLATION指令。因此,在图5B中,第1行GCODE执行指令是控制该刀具快速定位至A20,20点的位置。第2行GCODE执行指令是控制该刀具直线切削,且路径轨迹是由A20,20点加工至B0,0点。第3行GCODE执行指令是控制该刀具直线切削,且路径。

28、轨迹是由B0,0点加工至C0,35点。第4行GCODE执行指令是控制该刀具直线切削,且路径轨迹是由C0,35点加工至D20,35点。第5行GCODE执行指令是控制该刀具以65单位长为半径长度逆时针方向圆弧切削,且路径轨迹是由D20,35点加工至E25,60点。第6行GCODE执行指令是控制该刀具以25单位长为半径长度顺时针方向圆弧切削,且路径轨迹是由E25,60点加工至F65,60点。第7行GCODE执行指令是控制该刀具以65单位长为半径长度逆时针方向圆弧切削,且路径轨迹是由F65,60点加工至G70,35点。第8行GCODE执行指令是控制该刀具直线切削,且路径轨迹是由G70,35点加工至H9。

29、0,35点。第9行GCODE执行指令是控制该刀具直线切削,且路径轨迹系由H90,35点加工至I90,0点。第10行GCODE执行指令是控制该刀具直线切削,且路径轨迹是由I90,0点加工至J45,10点。第11行GCODE执行指令系控制该刀具直线切削,且路径轨迹是由J45,10点加工至B0,0点。第12行GCODE执行指令是控制该刀具直线切削,且路径轨迹是由B0,0点加工至A20,20点。0040配合图4的说明,在本实施例中,该第1行至第12行指令是为GCODE文件的内容,该GCODE文件是经由该解译器读取,并且该解译器解译该GCODE文件以产生对应于第1行至第12行指令的多个执行指令IE1,I。

30、E2,IE3,IE12。当该上位控制器10无发送该停止传送指令,即该上位控制器10允许传送该些执行指令IE1,IE2,IE3,IE12。然后,当该服务驱动器20判断该些执行指令IE1,IE2,IE3,IE12尚未全部传送结束,以本实施例为例,目前该些执行指令IE1,IE2,IE3,IE12尚未全部传送结束。然后,当该服务驱动器20判断该队列缓冲器的204储存空间尚未存满,则该些执行指令IE1,IE2,IE3,IE12依序传送至该队列缓冲器204储存。假设该上位控制器10允许传送前说明书CN101995849ACN101995854A6/7页9三个执行指令IE1,IE2,IE3至该队列缓冲器20。

31、4储存,则前三个执行指令IE1,IE2,IE3被以先进先出FIRSTINFIRSTOUT方式依序存入该队列缓冲器204,即第1行GCODE执行指令是控制该刀具快速定位至A20,20点的位置。第2行GCODE执行指令是控制该刀具直线切削,且路径轨迹是由A20,20点加工至B0,0点。第3行GCODE执行指令是控制该刀具直线切削,且路径轨迹是由B0,0点加工至C0,35点。然后,当该服务驱动器20接收该些执行指令IE1,IE2,IE3正确,则依序将该队列缓冲器204内的前三个执行指令IE1,IE2,IE3传送至该路径轨迹点计算器206,并且,通过该路径轨迹点计算器206计算,以产生多个路径轨迹点。。

32、0041然而,假若在传送该些执行指令IE1,IE2,IE3至该队列缓冲器204的过程中,该服务驱动器20接收该些执行指令IE1,IE2,IE3”有错误第三个执行指令IE3”有误时,即该些接收的执行指令IE1,IE2,IE3”为非该上位控制器10所要传送的该些执行指令IE1,IE2,IE3,则该服务驱动器10删除已接收的该错误执行指令IE3”并要求该上位控制器10重新传送正确的该执行指令IE3。此外,假若在传送该些执行指令IE1,IE2,IE3至该队列缓冲器204的过程中,该服务驱动器20判断该队列缓冲器204的储存空间已经存满,则该上位控制器10停止传送该些执行指令IE1,IE2,IE3至该队。

33、列缓冲器204。此外,假若在传送该些执行指令IE1,IE2,IE3至该队列缓冲器204的过程中,假若该上位控制器10判断该些执行指令IE1,IE2,IE3,IE12已全部传送结束,则结束传送该些执行指令IE1,IE2,IE3,IE12的操作。此外,假若在传送该些执行指令IE1,IE2,IE3至该队列缓冲器204的过程中,该上位控制器10发送该停止传送指令,则该服务驱动器会停止在目前单节的目的点,以确保当该上位控制器10发出紧急停止要求,能够立即停止将该些执行指令IE1,IE2,IE3,IE12传送该服务驱动器20,以中断该服务驱动器20的操作。0042本发明的数值控制系统的路径轨迹点计算装置及。

34、其计算方法主要是直接以利用该上位控制器10的该解译器102读取该GCODE文件并解译该GCODE文件以产生该些执行指令,而非在上位控制器10利用插补方式,将离散位置命令转换为平滑位置曲线的处理过程,将会产生许多的运算数据,而增加数据量的传送,因此降低串行通讯速度。在本发明的实施例中,由于仅传送该些经解译的该些执行指令,而可大大降低数据量的传送,因此可提高串行通讯速度。故此,该第一高速串行通讯接口102与该第二高速串行通讯接口202是可用于处理更多轴的计算机数值控制工具机的加工路径轨迹点计算。0043综上所述,本发明具有以下的优点00441、大幅降低上位控制器传给服务驱动器的数据量。00452、。

35、不用提高串行通讯速度。00463、不需要传统使用的命令还原器,可直接以单节指令基本执行指令来计算路径轨迹,而不会有产生轨迹误差的问题。00474、路径轨迹位置、角速度及角加速度的计算与位置回路同步计算,大幅提升系统的追随性能。00485由于上位控制器传给服务驱动器所需的数据量降低,因此若执行指令传送错误,即可要求重传,增加系统的稳健度。0049当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变说明书CN101995849ACN101995854A7/7页10形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。说明书CN101995849ACN101995854A1/6页11图1说明书附图CN101995849ACN101995854A2/6页12图2说明书附图CN101995849ACN101995854A3/6页13图3说明书附图CN101995849ACN101995854A4/6页14图4说明书附图CN101995849ACN101995854A5/6页15图5A说明书附图CN101995849ACN101995854A6/6页16图5B说明书附图CN101995849A。

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