一种计算机辅助数字控制方法与系统

摘要

本发明公开了一种计算机辅助数字控制方法，将计算机数字控制CNC(Computer Numerical Control)发展为计算机辅助数字控制CANC(Computer Aided Numerical Control)。本发明基于离散几何学与离散运动学，提出了构造关联数据流文件的技术方案，完全解决了离散位置信息的最优化与坐标轴运动平稳性的最优化。本发明通过三维图形界面，制造关联数据流文件，从而将数字控制技术完全软件化，将数字控制系统的重构完全软件化，为数字控制技术的研发与数字控制系统的重构建立一个开放平台。本发明将数字控制信息商品化，从而催生一个新产业，即数字控制信息制造业。

主权项

一种计算机辅助数字控制方法，其特征在于，包括关联数据流规划步骤(1)，所述关联数据流规划步骤(1)用于生成关联数据流文件，包括：离散坐标系规划步骤(101)：用于按照设定的离散标度，用距离为离散标度的等距线将坐标平面网格化，建立离散坐标系；刀路曲线规划步骤(102)：用于在离散坐标系中规划刀路曲线，按照特征点将刀路曲线分割为k条曲线，对分割后的每条曲线，将坐标轴划分为主动轴和联动轴，生成刀路曲线文件；离散几何规划步骤(103)：用于对所述k条曲线中的每条曲线生成本征L分割，包括：步骤(1031)、从所述k条曲线中顺序取出一条曲线，设定优化目标；步骤(1032)、以所述曲线的起点为原始导引点，生成所述原始导引点的邻域；步骤(1033)、根据设定的优化目标，在所述原始导引点的邻域中确定一个导引点，生成所述导引点与所述原始导引点的坐标值增量；步骤(1034)、在所述导引点与所述原始导引点之间生成一条直线段；步骤(1035)、对于所述曲线在所述导引点与所述原始导引点之间的曲线段，判断所述直线段是否为所述曲线段的微线段；步骤(1036)、如果所述直线段是所述曲线段的微线段，则返回步骤(1033)，继续生成下一个导引点；步骤(1037)、如果所述直线段不是所述曲线段的微线段，则所述导引点的上一个导引点就是本征映像，所述本征映像即为所述微线段的终点，所述上一个导引点与所述原始导引点的坐标值增量就是所述微线段的坐标值增量；步骤(1038)、以所述本征映像作为下一条微线段的原始导引点，顺序重复步骤(1032)至步骤(1037)，生成所述曲线的下一条微线段，直至所述曲线的终点，生成所述曲线的符合所述优化目标的本征L分割；离散运动规划步骤(104)：用于对所述本征L分割生成T分割，包括：步骤(1041)、对于所述k条曲线中的一条曲线，执行所述离散几何规划步骤(103)，生成符合设定的优化目标的本征L分割；步骤(1042)、对所述本征L分割中的n条微线段ΔL1，...，ΔLn，根据ΔLi的斜率与进给速度F计算主动轴y的进给速度分量Fi，y与联动轴x的进给速度分量Fi，x，根据Δti＝ΔLi，y/Fi，y与Δti≥Δtmin，生成T分割；步骤(1043)、设置ΔFx、ΔFy的基准值及其偏差δx、δy；步骤(1044)、校核主动轴y的运动平稳性约束条件a对于n条微线段ΔL1，...，ΔLn，校核主动轴y的运动平稳性约束条件a：(ΔFi+1，y‑ΔFy)≤δy；如果所述约束条件a不满足，则调整F以满足所述约束条件a；根据调整后的进给速度F，重新规划T分割；、步骤(1045)、校核联动轴x的运动平稳性约束条件b设ΔLi为已规划的微线段；计算联动轴x在点(xi+1、yi+1)处的进给速度跳变值ΔFi+1，x＝(Fi+1，x‑Fi，x)，校核联动轴x的运动平稳性约束条件b：(ΔFi+1，x‑ΔFx)≤δx；步骤(1046)、如果所述约束条件b不满足，则增大Δti+1以减小Fi+1，x，使所述约束条件b满足；如果增大Δti+1不能满足所述约束条件b，再减小ΔLi+1，x以减小Fi+1，x，使所述约束条件b满足；步骤(1047)、计算ΔLi+1，x、ΔLi+1，y，调整Δti+1与微线段ΔLi+1；步骤(1048)、将所述微线段ΔLi+1的终点设为新起点，对所述新起点与所述曲线的终点之间的曲线，顺序重复步骤(1041)至步骤(1047)，直至所述曲线的终点；步骤(1049)、对所述k条曲线中的每条曲线，顺序重复步骤(1041)至步骤(1048)；关联数据流文件规划步骤(105)：用于按给定的数据格式在存储空间生成所述L分割的联动表，按给定的数据格式在存储空间生成所述T分割的随动表；按给定的数据格式在存储空间链接所述联动表与所述随动表，生成关联数据流文件。