CN109491312A - 一种基于Codesys的CNC Robot运动控制核心实现方法及控制*** - Google Patents

Abstract

本发明属于控制***技术领域，公开了一种基于的CNC、Robot运动控制核心实现方法及控制***，***设置有PLC控制器，PLC控制器通过总线接口与伺服电机控制器连接，并通过其控制伺服电机运动。PLC控制器与加工中心及传感器连接，传感器又与伺服电机连接，并通过反馈调节控制伺服电机的运动。部分伺服电机带动加工中心进行加工及换刀。本发明基于Codesys的CNC Robot运动控制核心实现方法及控制***，通过Codesys与上位机和CNC进行通信，使编程界面更加简洁，层次更为分明，便于程序开发。

Description

一种基于Codesys的CNC Robot运动控制核心实现方法及控制 ***

技术领域

本发明属于控制***技术领域，尤其涉及一种基于Codesys的CNC Robot 运动控制核心实现方法及控制***。

背景技术

CNC也叫数控技术，它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术 用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的运动轨迹和外设的操作时序逻 辑控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输 入操作指令的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过 计算机软件来完成，处理生成的微观指令传送给伺服驱动装置驱动电机或液压 执行元件带动设备运行

目前，传统的CNC、Robot控制***的控制界面较为复杂，层次结构较为 混乱，不便于程序的开发，缺少图形化操作界面，从而给程序的开发带来了困 难。

综上所述，现有技术存在的问题是：传统的编程控制界面较为复杂，层次 结构比较乱，不便于操作，给程序的开发带来了困难。

现有技术中，伺服电机的动静摩擦大，伺服电机的工作效率低；且电动机 轴不能有效的将电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出，降低伺服电 机有效工作速率，降低伺服电机的工作效率；现有技术中报警信息的采集，在 网络出现拥塞或故障时，导致采集的报警信息为错误信息或无效信息，使得报 警讯息不能快速、准确的发出，降低控制***的运行效率。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于Codesys的CNC Robot 运动控制核心实现方法及控制***。

本发明是这样实现的，一种基于Codesys的CNC Robot运动控制核心实现 方法，包括：

通过上位机编写好代码，通过Codesys编辑器进行编译后生成G代码传递 到PLC控制器中，PLC控制器通过伺服电机控制器带动各轴伺服电机运动，进 而带动加工中心进行加工及换刀动作；

通过传感器检测并控制各轴的伺服电机按照指令运动；上位机的人机交互 ***通过信息显示***显示详细的控制信息，通过三维仿真***在运动前进行 运动仿真；

参数设定***对各项参数进行设定及编辑，在线编程***在线对控制程序 编程，当控制***出现故障时，报警***进行报警提醒；

加工中心通过路径规划***进行刀路规划；根据待加工产品各零部件之间 的几何关系、配合关系以及运动约束关系，构建三维空间加工干涉矩阵，获取 可行的产品加工序列；

以加工成本为产品加工序列规划评价的指标，构造适应于万有引力搜索算 法的适应度函数；对待加工产品的加工序列进行迭代求解，所获取的计算结果 即为最优加工序列。

进一步，所述基于Codesys的CNC Robot运动控制核心实现方法进一步包 括：

Codesys编辑器为PLC控制器提供PLC程序编辑，可视化界面直接在 Codesys PLC开发环境中的上位机界面，与PLC程序并行开发；Codesys有不 同的工程模板为用户开发，包括程序、函数、功能块、方法、接口、动作多种 类型定义。

进一步，三维空间加工干涉矩阵如下：

其中，Ma为三维空间加工干涉矩阵，a为零件加工方向，且a∈{±x,±y,±z}；C₁C₂...C_n表示各个待加工的加工体零件；n为待加工体的零件个数；C_ij＝1表 示在零件C_i沿着方向a往加工位置移动时，将与零件C_j发生碰撞；零件不与自身 发生碰撞，C_ii＝0；

适应度函数为：

其中，Fit(t)为适应度函数，f(X_i)表示零件i的加工成本；Q_i(k,k+1)表示完成第 k个零件到第k+1个零件的加工过程所花费的加工成本，该 Q_i(k,k+1)＝d·D_i(k,k+1)+k·T_i(k,k+1)+l·L_i(k,k+1)；D_i(k,k+1)为加工方向的改变次数，T_i(k,k+1)为 加工工具的更换次数，L_i(k,k+1)为加工类型的改变次数，k∈[1，N-1]；d是加工方 向的重新定向时在加工成本中的权重系数，k是加工工具更换在加工成本中的权 重系数，l是加工类型的改变在总加工成本中的权重系数，且满足d+k+l＝1。

进一步，对待加工产品的加工序列进行迭代求解过程包括以下步骤：

步骤1，群体规模的确定以及初始化

设待加工产品具有N个加工零件，其组成N维搜索空间，种群记为 X＝(x₁，x₂，x₃，…x_N)，第i个粒子位置标记为：X_i＝(x_i ¹，x_i ²，x_i ³，...，x_i ^d，...x_i ^N) (i＝1,2,3,…N)；

步骤2，设置最大迭代次数并计算质量

设置初始迭代值t为0，最大迭代次数T为100，根据上述适应度函数公式计算 粒子在t时刻的Fit_i(t)值，定义解决该问题为最小排序规则，根据新的万有引力 搜索计算公式计算过程中求解最小值问题Worst(t)和Best(t)的取值，其中：

Best(t)是t时刻种群最好的适应度值，Worst(t)是t时刻种群最差的适应度值，Fit_j(t)是t时刻个体i的适应度值，M_i(t)是粒子惯性质量。

步骤3，确定万有引力常数并计算万有引力合力

其中，取最大迭代次数T为100，初始引力常数G₀为100，衰减系数α为20，取ε为5，

步骤4，计算加速度a

步骤5，更新粒子速度和位置

v_i ^d(t+1)＝Rand×v_i ^d(t)+a_i ^d(t)

x_i ^d(t+1)＝x_i ^d(t)+v_i ^d(t+1)

其中，v_i ^d(t+1)为粒子i在t+1时刻在第d维空间的速度，Rand代表取值范 围为[0，1]的随机数，v_i ^d(t)为粒子i在t时刻在第d维空间的速度，a_i ^d(t)为粒子i在 t时刻在第d维空间的加速度。

x_i ^d(t+1)为粒子i在t+1时刻在第d维空间的位置，x_i ^d(t)为粒子i在t时刻在第 d维空间的位置，v_i ^d(t+1)为粒子i在t+1时刻在第d维空间的速度；

步骤6，判断是否达到到迭代结束条件，并输出最优加工序列

当达到预先设定的最大迭代次数，就停止循环，并输出此时每个粒子的位 置值x_i ^d，同时将每个粒子的x_i ^d输出值按从小到大进行排序，则得出的该排序序 列即为最优加工序列。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述基于Codesys的CNC Robot运动 控制核心实现方法的计算机程序。

本发明的另一目的在于提供一种终端，所述终端至少搭载实现所述的基于Codesys的CNC Robot运动控制核心实现方法的控制器。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在 计算机上运行时，使得计算机执行所述的基于Codesys的CNC Robot运动控制 核心实现方法。

本发明的另一目的在于提供一种实施基于Codesys的CNC Robot运动控制 核心的控制***设置有PLC控制器；

PLC控制器通过总线接口与伺服电机控制器连接，并通过其控制伺服电机 运动；PLC控制器与加工中心及传感器连接，传感器又与伺服电机连接，并通 过反馈调节控制伺服电机的运动；部分伺服电机带动加工中心进行加工及换刀； PLC控制器通过Codesys编辑器与上位机进行通信及编程控制；上位机设置有 人机交互***，人机交互***包含：信息显示***、三维仿真***、参数设定 ***、在线编程***、报警***及路径规划***；

所述Codesys编辑器将运动控制功能和PLC控制集成在一个界面；

所述PLC控制器通过Codesys编辑器与上位机进行通信及编程控制， Codesys编辑器用于编写控制程序及程序开发；

人机交互***包含三维仿真***，用于仿真加工过程，通过在线及离线的 仿真提供***的准确性及稳定性。

进一步，PLC控制器进一步集成有：PLC控制模块、伺服电机控制模块、 加工中心模块、反馈调节模块；

伺服电机控制模块，通过总线与PLC控制模块连接，控制伺服电机运动；

加工中心模块，与PLC控制模块连接，进行加工及换刀；

反馈调节模块，与伺服电机控制模块连接，通过反馈调节控制伺服电机的 运动。

进一步，伺服电机控制模块，将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对 象；伺服电机转子转速受输入信号控制，把所收到的电信号转换成电动机轴上 的角位移或角速度输出，电动机轴内设置有角度传感器，采用改进的自适应神 经模糊推理***对角度传感器误差进行补偿；

报警***，用于将采集的报警信息，利用动态分层分布式数据采集算法， 在网络出现拥塞或故障时，动态分层分布式数据采集算法根据域拓扑次序进行 数据采集。

本发明的优点及积极效果为：

(1)该基于Codesys的CNC Robot运动控制核心实现方法及控制***，通 过Codesys与上位机和CNC进行通信，使编程界面更加简洁，层次更为分明， 便于程序开发。

(2)本发明中伺服电机采用动静摩擦转矩共同补偿的摩擦控制方法，有效 减少动静摩擦，提高伺服电机的工作效率；电动机轴内部设置有角度传感器采 用改进的自适应神经模糊推理***对角度传感器误差进行补偿，有效减少传感 器误差对电信号带来的角度偏差，有效增加伺服电机有效工作速率，提高伺服 电机的工作效率；报警单元，用于将采集的报警信息，利用动态分层分布式数 据采集算法，在网络出现拥塞或故障时，动态分层分布式数据采集算法根据域 拓扑次序进行数据采集，避免无效信息的采集，缩短采集的时间，使得报警讯 息可以快速、准确的发出，保证控制***的准确高效运行。

本发明基于Codesys的CNC Robot运动控制核心实现方法，通过上位机编 写好代码，通过Codesys编辑器进行编译后生成G代码传递到PLC控制器中， PLC控制器通过伺服电机控制器带动各轴伺服电机运动，进而带动加工中心进 行加工及换刀动作；通过传感器检测并控制各轴的伺服电机按照指令运动；上 位机的人机交互***通过信息显示***显示详细的控制信息，通过三维仿真系 统在运动前进行运动仿真；参数设定***对各项参数进行设定及编辑，在线编 程***在线对控制程序编程，当控制***出现故障时，报警***进行报警提醒；

加工中心通过路径规划***进行刀路规划；根据待加工产品各零部件之间 的几何关系、配合关系以及运动约束关系，构建三维空间加工干涉矩阵，获取 可行的产品加工序列；以加工成本为产品加工序列规划评价的指标，构造适应 于万有引力搜索算法的适应度函数；对待加工产品的加工序列进行迭代求解， 所获取的计算结果即为最优加工序列。可实现对待加工产品的刀具的智能控制。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于Codesys的CNC Robot运动控制核心的控 制***图。

图中：1、加工中心；2、上位机；3、Codesys编辑器；4、PLC控制器；5、 伺服电机控制器；6、伺服电机；7、人机交互***；8、传感器；9、信息显示 ***；10、三维仿真***；11、参数设定***；12、在线编程***；13、报警 ***；14、路径规划***；

图2是本发明实施例提供的加工中心、上位机、Codesys编辑器、PLC控制 器、伺服电机控制器的结构连接关系示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并 配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

由图1、图2所示，本发明实施例提供的基于Codesys的CNC Robot运动控 制核心的控制***包括：加工中心1、上位机2、Codesys编辑器3、PLC控制 器4、伺服电机控制器5、伺服电机6、人机交互***7、传感器8、信息显示系 统9、三维仿真***10、参数设定***11、在线编程***12、报警***13、路 径规划***14；

PLC控制器4通过总线接口与伺服电机控制器5连接，并通过其控制伺服 电机6运动。PLC控制器4与加工中心1及传感器8连接，传感器8又与伺服 电机6连接，并通过反馈调节控制伺服电机6的运动。部分伺服电机6带动加 工中心1进行加工及换刀。PLC控制器4通过Codesys编辑器3与上位机2进 行通信及编程控制。上位机2设置有人机交互***7，人机交互***7包含：信 息显示***9、三维仿真***10、参数设定***11、在线编程***12、报警系 统13及路径规划***14。

Codesys编辑器将运动控制功能和PLC控制集成在一个界面；

PLC控制器通过Codesys编辑器与上位机进行通信及编程控制，Codesys编 辑器用于编写控制程序及程序开发；

人机交互***包含三维仿真***，用于仿真加工过程，通过在线及离线的 仿真提供***的准确性及稳定性。

PLC控制器进一步集成有：PLC控制模块、伺服电机控制模块、加工中心 模块、反馈调节模块；

伺服电机控制模块，通过总线与PLC控制模块连接，控制伺服电机运动；

加工中心模块，与PLC控制模块连接，进行加工及换刀；

反馈调节模块，与伺服电机控制模块连接，通过反馈调节控制伺服电机的 运动；

伺服电机控制模块，将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，为减 少动静摩擦，提高伺服电机的工作效率，采用动静摩擦转矩共同补偿的摩擦控 制方法：

其中，为转向柱转速的饱和函数；sat()函数的输出限制为±1；λ为饱和 函数的转速系数；T_fc为摩擦补偿转矩；γ为调整系数；T_friction为转向***摩擦力 矩。

由上述公式动静摩擦转矩的表达式可知：当伺服电机角速度较大，伺服电 机角速度饱和函数饱和时，输出值为±1，摩擦补偿力矩为±T_friction，即 其中为伺服电机角速度的符号函数，输出限制为±1， 用于补偿转向***的转动摩擦；当伺服电机角速度为零时，输出值为0， 摩擦补偿力矩为sat(γ)T_friction，用于补偿转向***的静摩擦；当伺服电机角速 度饱和函数未饱和时，为转向***动静摩擦补偿的过渡过程；

伺服电机转子转速受输入信号控制，把所收到的电信号转换成电动机轴上 的角位移或角速度输出，所述电动机轴内设置有角度传感器，为了减少传感器 误差对电信号带来的角度偏差，采用改进的自适应神经模糊推理***对角度传 感器误差进行补偿，具体的改进的自适应神经模糊推理***如下：

c_i(k+1)＝c_i(k)+Δc_i(k)

0_i(k+1)＝σ_i(k)+Δσ_i(k)

式中:k为迭代步数；β(k)为第k步的学习率；λ为动量因子，取值范围为 0～1，通常取0.90左右。

报警***，用于将采集的报警信息，利用动态分层分布式数据采集算法， 在网络出现拥塞或故障时，动态分层分布式数据采集算法根据域拓扑次序进行 数据采集，避免无效信息的采集，缩短采集的时间，使得报警讯息可以快速、 准确的发出；

分层分布式采集的报警信息的通信开销为：

其中:OH_hier-d为分层分布式采集的报警信息的通信开销；OH_intra为域内开销； N_dom为域数；分别是第i个域的域内开销和域间开销；OH_m为 域内agent移动的开销；OH_fback为agent反馈信息的开销；

分层分布式采集的报警信息的时间开销为：

其中:time_hier-d为分层分布式采集的报警信息的时间开销；N_dom为域数；是 第i个域的节点数；t_ij为采集每个节点花费的时间；t_inter-d为域首与报警单元中 心交互所花费的时间。

本发明的工作原理是：Codesys编辑器3为PLC控制器4提供PLC程序编 辑，可视化界面是直接在Codesys PLC开发环境中的上位机2界面，与PLC 程序并行开发。Codesys有不同的工程模板为用户开发，包括程序、函数、功能 块、方法、接口、动作、等多种类型定义，从而让界面更加整洁，层次分明， 便于程序开发。

通过上位机编写好代码，通过Codesys编辑器进行编译后生成G代码传递 到PLC控制器中，PLC控制器通过伺服电机控制器5带动各轴伺服电机6的运 动，进而带动加工中心1进行加工及换刀等动作。通过传感器8检测并控制各 轴的伺服电机6按照指令运动。上位机2的人机交互***7通过信息显示***9 显示详细的控制信息，通过三维仿真***10可在运动前进行运动仿真。参数设 定***11可对各项参数进行设定及编辑，在线编程***12可在线对控制程序 编程，当控制***出现问题时，报警***13会进行报警提醒。加工中心1通过路径规划***14进行刀路规划。

下面结合具体分析对本发明的应用作进一步描述。

本发明实施例提供的基于Codesys的CNC Robot运动控制核心实现方法， 包括：

通过上位机编写好代码，通过Codesys编辑器进行编译后生成G代码传递 到PLC控制器中，PLC控制器通过伺服电机控制器带动各轴伺服电机运动，进 而带动加工中心进行加工及换刀动作；

通过传感器检测并控制各轴的伺服电机按照指令运动；上位机的人机交互 ***通过信息显示***显示详细的控制信息，通过三维仿真***在运动前进行 运动仿真；

参数设定***对各项参数进行设定及编辑，在线编程***在线对控制程序 编程，当控制***出现故障时，报警***进行报警提醒；

加工中心通过路径规划***进行刀路规划；根据待加工产品各零部件之间 的几何关系、配合关系以及运动约束关系，构建三维空间加工干涉矩阵，获取 可行的产品加工序列；

以加工成本为产品加工序列规划评价的指标，构造适应于万有引力搜索算 法的适应度函数；对待加工产品的加工序列进行迭代求解，所获取的计算结果 即为最优加工序列。

所述基于Codesys的CNC Robot运动控制核心实现方法进一步包括：

Codesys编辑器为PLC控制器提供PLC程序编辑，可视化界面直接在 Codesys PLC开发环境中的上位机界面，与PLC程序并行开发；Codesys有不 同的工程模板为用户开发，包括程序、函数、功能块、方法、接口、动作多种 类型定义。

三维空间加工干涉矩阵如下：

其中，Ma为三维空间加工干涉矩阵，a为零件加工方向，且a∈{±x,±y,±z}；C₁C₂...C_n表示各个待加工的加工体零件；n为待加工体的零件个数；C_ij＝1表 示在零件C_i沿着方向a往加工位置移动时，将与零件C_j发生碰撞；零件不与自身 发生碰撞，C_ii＝0；

适应度函数为：

其中，Fit(t)为适应度函数，f(X_i)表示零件i的加工成本；Q_i(k,k+1)表示完成第 k个零件到第k+1个零件的加工过程所花费的加工成本，该 Q_i(k,k+1)＝d·D_i(k,k+1)+k·T_i(k,k+1)+l·L_i(k,k+1)；D_i(k,k+1)为加工方向的改变次数，T_i(k,k+1)为 加工工具的更换次数，L_i(k,k+1)为加工类型的改变次数，k∈[1，N-1]；d是加工方 向的重新定向时在加工成本中的权重系数，k是加工工具更换在加工成本中的权 重系数，l是加工类型的改变在总加工成本中的权重系数，且满足d+k+l＝1。

进一步，对待加工产品的加工序列进行迭代求解过程包括以下步骤：

步骤1，群体规模的确定以及初始化

设待加工产品具有N个加工零件，其组成N维搜索空间，种群记为 X＝(x₁，x₂，x₃，…x_N)，第i个粒子位置标记为：X_i＝(x_i ¹，x_i ²，x_i ³，…，x_i ^d，…x_i ^N) (i＝1,2,3,…N)；

步骤2，设置最大迭代次数并计算质量

设置初始迭代值t为0，最大迭代次数T为100，根据上述适应度函数公式计算 粒子在t时刻的Fit_i(t)值，定义解决该问题为最小排序规则，根据新的万有引力 搜索计算公式计算过程中求解最小值问题Worst(t)和Best(t)的取值，其中：

Best(t)是t时刻种群最好的适应度值，Worst(t)是t时刻种群最差的适应度值，Fit_j(t)是t时刻个体i的适应度值，M_i(t)是粒子惯性质量。

步骤3，确定万有引力常数并计算万有引力合力

其中，取最大迭代次数T为100，初始引力常数G₀为100，衰减系数α为20，取ε为5，

步骤4，计算加速度a

步骤5，更新粒子速度和位置

v_i ^d(t+1)＝Rand×v_i ^d(t)+a_i ^d(t)

x_i ^d(t+1)＝x_i ^d(t)+v_i ^d(t+1)

其中，v_i ^d(t+1)为粒子i在t+1时刻在第d维空间的速度，Rand代表取值范 围为[0，1]的随机数，v_i ^d(t)为粒子i在t时刻在第d维空间的速度，a_i ^d(t)为粒子i在 t时刻在第d维空间的加速度。

x_i ^d(t+1)为粒子i在t+1时刻在第d维空间的位置，x_i ^d(t)为粒子i在t时刻在第 d维空间的位置，v_i ^d(t+1)为粒子i在t+1时刻在第d维空间的速度；

步骤6，判断是否达到到迭代结束条件，并输出最优加工序列

当达到预先设定的最大迭代次数，就停止循环，并输出此时每个粒子的位 置值x_i ^d，同时将每个粒子的x_i ^d输出值按从小到大进行排序，则得出的该排序序 列即为最优加工序列。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组 合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程 序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指 令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可 以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算 机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向 另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、 计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或 无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据 中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用 介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。 所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、 或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的 限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变 化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种基于Codesys的CNC Robot运动控制核心实现方法，其特征在于，所述基于Codesys的CNC Robot运动控制核心实现方法包括：

通过上位机编写好代码，通过Codesys编辑器进行编译后生成G代码传递到PLC控制器中，PLC控制器通过伺服电机控制器带动各轴伺服电机运动，进而带动加工中心进行加工及换刀动作；

通过传感器检测并控制各轴的伺服电机按照指令运动；上位机的人机交互***通过信息显示***显示详细的控制信息，通过三维仿真***在运动前进行运动仿真；

参数设定***对各项参数进行设定及编辑，在线编程***在线对控制程序编程，当控制***出现故障时，报警***进行报警提醒；

加工中心通过路径规划***进行刀路规划；根据待加工产品各零部件之间的几何关系、配合关系以及运动约束关系，构建三维空间加工干涉矩阵，获取可行的产品加工序列；

以加工成本为产品加工序列规划评价的指标，构造适应于万有引力搜索算法的适应度函数；对待加工产品的加工序列进行迭代求解，所获取的计算结果即为最优加工序列。

2.如权利要求1所述的基于Codesys的CNC Robot运动控制核心实现方法，其特征在于，所述基于Codesys的CNC Robot运动控制核心实现方法进一步包括：

Codesys编辑器为PLC控制器提供PLC程序编辑，可视化界面直接在Codesys PLC开发环境中的上位机界面，与PLC程序并行开发；Codesys有不同的工程模板为用户开发，包括程序、函数、功能块、方法、接口、动作多种类型定义。

3.如权利要求1所述的基于Codesys的CNC Robot运动控制核心实现方法，其特征在于，三维空间加工干涉矩阵如下：

其中，Ma为三维空间加工干涉矩阵，a为零件加工方向，且a∈{±x,±y,±z}；C₁C₂...C_n表示各个待加工的加工体零件；n为待加工体的零件个数；C_ij＝1表示在零件C_i沿着方向a往加工位置移动时，将与零件C_j发生碰撞；零件不与自身发生碰撞，C_ii＝0。

4.如权利要求1所述的基于Codesys的CNC Robot运动控制核心实现方法，其特征在于，对待加工产品的加工序列进行迭代求解过程包括以下步骤：

步骤1，群体规模的确定以及初始化；

步骤2，设置最大迭代次数并计算质量；

步骤3，确定万有引力常数并计算万有引力合力；

步骤4，计算加速度a；

步骤5，更新粒子速度和位置；

步骤6，判断是否达到到迭代结束条件，并输出最优加工序列。

5.一种实现权利要求1～4任意一项所述基于Codesys的CNC Robot运动控制核心实现方法的计算机程序。

6.一种终端，其特征在于，所述终端至少搭载实现权利要求1～4任意一项所述的基于Codesys的CNC Robot运动控制核心实现方法的控制器。

7.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-4任意一项所述的基于Codesys的CNC Robot运动控制核心实现方法。

8.一种实施权利要求1所述基于Codesys的CNC Robot运动控制核心实现方法的基于Codesys的CNC Robot运动控制核心的控制***，其特征在于，所述基于Codesys的CNCRobot运动控制核心的控制***设置有PLC控制器；

PLC控制器通过总线接口与伺服电机控制器连接，并通过其控制伺服电机运动；PLC控制器与加工中心及传感器连接，传感器又与伺服电机连接，并通过反馈调节控制伺服电机的运动；部分伺服电机带动加工中心进行加工及换刀；PLC控制器通过Codesys编辑器与上位机进行通信及编程控制；上位机设置有人机交互***，人机交互***包含：信息显示***、三维仿真***、参数设定***、在线编程***、报警***及路径规划***；

所述Codesys编辑器将运动控制功能和PLC控制集成在一个界面；

所述PLC控制器通过Codesys编辑器与上位机进行通信及编程控制，Codesys编辑器用于编写控制程序及程序开发；

人机交互***包含三维仿真***，用于仿真加工过程，通过在线及离线的仿真提供***的准确性及稳定性。

9.如权利要求8所述的基于Codesys的CNC Robot运动控制核心的控制***，其特征在于，PLC控制器进一步集成有：PLC控制模块、伺服电机控制模块、加工中心模块、反馈调节模块；

伺服电机控制模块，通过总线与PLC控制模块连接，控制伺服电机运动；

加工中心模块，与PLC控制模块连接，进行加工及换刀；

反馈调节模块，与伺服电机控制模块连接，通过反馈调节控制伺服电机的运动。

10.如权利要求9所述的基于Codesys的CNC Robot运动控制核心的控制***，其特征在于，伺服电机控制模块，将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象；伺服电机转子转速受输入信号控制，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出，电动机轴内设置有角度传感器，采用改进的自适应神经模糊推理***对角度传感器误差进行补偿；

报警***，用于将采集的报警信息，利用动态分层分布式数据采集算法，在网络出现拥塞或故障时，动态分层分布式数据采集算法根据域拓扑次序进行数据采集。