CN111367234B - 一种基于三环形队列的手轮试切回退控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于三环形队列的手轮试切回退控制方法，采用三个环形队列存储用户编程轨迹程序段，通过变量控制在三个队列间的切换操作，实现当手轮正向摇动时机床各轴沿编程轨迹向前前进，当手轮逆向摇动时机床各轴沿轨迹方向向后后退；本发明方法不依赖于特定的软硬件机床结构，可以广泛的应用使用在数控车铣***、电加工***、激光加工等数控***上。

Description

一种基于三环形队列的手轮试切回退控制方法
技术领域
本发明涉及数控***领域，具体地说是一种基于三环形队列的手轮试切回退控制方法。
背景技术
数控加工中经常使用手轮试切功能对工件程序进行试加工、查看加工轨迹。手轮试切功能采集手轮摇动的脉冲来控制加工的速度倍率，手轮摇动越快速度倍率越大，加工速度也越大，手轮停止摇动，速度倍率变为0，程序也暂停。
通过手轮摇动控制程序的加工倍率，使工件程序沿编程轨迹向前移动比较容易，但在手轮试切时有时需要查看已经移动的轨迹，要求程序能够沿轨迹回退执行。因此需要设计手轮试切回退的控制方法。
发明内容
本发明提供一种可以在自动运行程序中使用手控手轮正反向摇动，使程序正向移动或反向移动，通过实际上机械动作的加以执行，即可实现简单检测程序的错误或试验加工的目的。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种基于三环形队列的手轮试切回退控制方法，包括：采用三个带头尾指针的环形队列存储用户编程轨迹程序段，通过设置插补器的变量控制在三个队列间的来回切换读取出不同的程序段进入插补器，实现当手轮正向摇动时机床各轴沿编程轨迹向前前进，当手轮逆向摇动时机床各轴沿轨迹方向向后后退，如此反复达到数控机床通过手轮摇动进行加工试切的需求。
所述采用三个带头尾指针的环形队列存储数控程序段，包括：
设置用于存储用户编程轨迹程序段的程序队列TPQUEUE、用于存储手轮试切前进轨迹程序段的前向队列HW_FWQ、用于存储手轮试切回退轨迹程序段的回退队列HW_BKQ；
对于程序队列TPQUEUE中已经执行完毕的程序段、插补器在TPQUEUE队列中取段且手轮反向摇动时正在执行的程序段，分别添加到前向队列HW_FWQ和回退队列HW_BKQ中。
对于程序队列TPQUEUE中已经执行完毕的程序段：
将程序队列TPQUEUE已执行完毕的程序段依次添加到前向队列HW_FWQ的尾部；
将程序队列TPQUEUE已执行完毕的程序段进行反向处理，然后依次添加到回退队列HW_BKQ的头部。
对于程序队列TPQUEUE中正在执行的程序段，若此时检测到手轮反向摇动时：
将程序队列TPQUEUE中正在执行的程序段的已执行的长度形成一个程序段并添加到前向队列HW_FWQ的尾部；
将程序队列TPQUEUE中正在执行的程序段的剩余长度形成一个程序段并进行反向处理，然后添加到回退队列HW_BKQ的头部。
在回退队列HW_BKQ和前向队列HW_FWQ相互切换时，以及从程序队列TPQUEUE切换到回退队列HW_BKQ时，当前正在执行的程序段已经移动过的距离为Lcur，当前程序段总长度为Ltotal，则切换之后该程段对应的长度为Ltotal-Lcur。
所述反向处理为将该程序段的加工起始坐标与加工终端坐标互换。
所述前向队列HW_FWQ和回退队列HW_BKQ每添加一个程序段则队列长度len增加1；所述环形队列指前向队列HW_FWQ和回退队列HW_BKQ均采用循环覆盖方式添加程序段。
所述通过设置插补器的变量控制在三个队列间的来回切换读取出程序段进入插补器，是通过设置插补器取段控制标志inQueueBack和hwCuttingDir来实现的，具体包括：
步骤1：若检测到未开启手轮试切功能或开启手轮试切功能但手轮未反向摇动时，将inQueueBack设置为0、hwCuttingDir无效，插补器从程序队列TPQUEUE中不断取数控程序段，直到执行完毕；否则，执行步骤2；
步骤2：将inQueueBack设置为1，hwCuttingDir设置为-1，插补器从回退队列HW_BKQ中取数控程序段并执行；若手轮正向摇动，执行步骤3；否则，返回步骤2不断从回退队列HW_BKQ中取数控程序段，直到执行完毕；
步骤3；将inQueueBack设置为1、hwCuttingDir设置为1，插补器从前向队列HW_FWQ中取数控程序段并执行；若手轮反向摇动时，返回步骤2；否则，返回步骤3不断从前向队列HW_FWQ中取数控程序段，直到执行完毕后返回步骤1，切换回程序队列TPQUEUE中继续执行。
从程序队列TPQUEUE切换到回退队列HW_BKQ时，是从回退队列HW_BKQ的队头开始取程序段执行：
从回退队列HW_BKQ切换到前向队列HW_FWQ时，若回退队列HW_BKQ执行到第n个程序段，则从前向队列HW_FWQ的第len-n段取程序段执行；
从前向队列HW_FWQ切换到回退队列HW_BKQ时，若前向队列HW_FWQ执行到第n个程序段，则从回退队列HW_BKQ的第len-n段取程序段执行。
本发明具有以下有益效果及优点：
1.结构简单。本发明方法通过队列和变量控制加段和取段操作，实现简单对于***的软硬件要求小，可以在各类数控***中实施。
2.反复试切。本发通过手轮的正反向摇动可以反复对程序段进行正反向运行；保证程序可以进行反复验证。
3.通用性好。本发明方法不依赖于特定的机床结构，适应各种数控加工控制***，可以广泛的使用在数控加工中。
附图说明
图1为本发明方法的总体流程图；
图2为本发明方法一次从队列TPQUEUE向队列HW_FWQ和队列HW_BKQ。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明方法的总体流程图如图1所示。开启手轮试切回退功能，初始化控制变量；
进入插补器从程序队列TPQUEUE中取程序段流程；
当判断手轮为反向(方向为逆时针，正向为顺时针)摇动时，进入插补器从回退队列HW_BKQ取程序段流程；
当程序队列TPQUEUE为空时，结束取段；
在插补器从队列TPOUEUE取段流程中反复执行；
如果插补器从回退队列HW_BKQ中取程序段，当手轮反向摇动时，进入插补器从前向队列HW_FWQ取程序段流程；
当判断回退队列HW_BKQ为空时，停止取段；
在回退队列HW_BKQ取程序段流程中反复执行；
如果插补器从前向队列HW_FWQ中取程序段，当手轮反向摇动时，进入插补器从回退队列HW_BKQ取段流程；
当判断前向队列HW_FWQ为空时，进入从程序队列TPQUEUE队列取段流程；
在插补器从前向队列HW_FWQ取段流程中反复执行。
一次从程序队列TPQUEUE向前向队列HW_FWQ和回退队列HW_BKQ的加段流如图2所示。具体步骤如下：
将程序队列TPQUEUE中已经执行完毕的程序段(灰色部分)分别加入到前向队列HW_FWQ和回退队列HW_BKQ中；
将程序队列TPQUEUE中已经执行完毕的程序段删除；
程序队列TPQUEUE中已经执行完毕的程序段是按顺序逐个添加到前向队列HW_FWQ的队尾；
程序队列TPQUEUE中已经执行完毕的程序段是按顺序逐个添加到回退队列HW_BKQ的队头；
为了测试本发明的实际运行效果及性能，在沈阳高精数控智能技术股份有限公司数控***GJ610上实现，在江苏博尚机床有限公司机床上实际加工应用，功能准确效果好。
本发明的测试环境：高精数控GJ610数控***，江苏博尚机床有限公司；执行结果测试方式：观察该功能方法开启后，手轮正反向摇动，机床实际运行情况。

Claims (7)

1.一种基于三环形队列的手轮试切回退控制方法，其特征在于，包括：采用三个带头尾指针的环形队列存储用户编程轨迹程序段，通过设置插补器的变量控制在三个队列间的来回切换读取出不同的程序段进入插补器，实现当手轮正向摇动时机床各轴沿编程轨迹向前前进，当手轮逆向摇动时机床各轴沿轨迹方向向后后退，如此反复达到数控机床通过手轮摇动进行加工试切的需求；
所述采用三个带头尾指针的环形队列存储数控程序段，包括：
设置用于存储用户编程轨迹程序段的程序队列TPQUEUE、用于存储手轮试切前进轨迹程序段的前向队列HW_FWQ、用于存储手轮试切回退轨迹程序段的回退队列HW_BKQ；
对于程序队列TPQUEUE中已经执行完毕的程序段、插补器在TPQUEUE队列中取段且手轮反向摇动时正在执行的程序段，分别添加到前向队列HW_FWQ和回退队列HW_BKQ中；
对于程序队列TPQUEUE中正在执行的程序段，若此时检测到手轮反向摇动时：
将程序队列TPQUEUE中正在执行的程序段的已执行的长度形成一个程序段并添加到前向队列HW_FWQ的尾部；
将程序队列TPQUEUE中正在执行的程序段的剩余长度形成一个程序段并进行反向处理，然后添加到回退队列HW_BKQ的头部。
2.按照权利要求1所述的一种基于三环形队列的手轮试切回退控制方法，其特征在于，对于程序队列TPQUEUE中已经执行完毕的程序段：
将程序队列TPQUEUE已执行完毕的程序段依次添加到前向队列HW_FWQ的尾部；
将程序队列TPQUEUE已执行完毕的程序段进行反向处理，然后依次添加到回退队列HW_BKQ的头部。
3.按照权利要求1所述的一种基于三环形队列的手轮试切回退控制方法，其特征在于：在回退队列HW_BKQ和前向队列HW_FWQ相互切换时，以及从程序队列TPQUEUE切换到回退队列HW_BKQ时，当前正在执行的程序段已经移动过的距离为Lcur，当前程序段总长度为Ltotal，则切换之后该程序 段对应的长度为Ltotal-Lcur。
4.按照权利要求1或2所述的一种基于三环形队列的手轮试切回退控制方法，其特征在于，所述反向处理为将该程序段的加工起始坐标与加工终端坐标互换。
5.按照权利要求1所述的一种基于三环形队列的手轮试切回退控制方法，其特征在于，所述前向队列HW_FWQ和回退队列HW_BKQ每添加一个程序段则队列长度len增加1；所述环形队列指前向队列HW_FWQ和回退队列HW_BKQ均采用循环覆盖方式添加程序段。
6.按照权利要求1所述的一种基于三环形队列的手轮试切回退控制方法，其特征在于，所述通过设置插补器的变量控制在三个队列间的来回切换读取出程序段进入插补器，是通过设置插补器取段控制标志inQueueBack和hwCuttingDir来实现的，具体包括：
步骤1：若检测到未开启手轮试切功能或开启手轮试切功能但手轮未反向摇动时，将inQueueBack设置为0、hwCuttingDir无效，插补器从程序队列TPQUEUE中不断取数控程序段，直到执行完毕；否则，执行步骤2；
步骤2：将inQueueBack设置为1，hwCuttingDir设置为-1，插补器从回退队列HW_BKQ中取数控程序段并执行；若手轮正向摇动，执行步骤3；否则，返回步骤2不断从回退队列HW_BKQ中取数控程序段，直到执行完毕；
步骤3；将inQueueBack设置为1、hwCuttingDir设置为1，插补器从前向队列HW_FWQ中取数控程序段并执行；若手轮反向摇动时，返回步骤2；否则，返回步骤3不断从前向队列HW_FWQ中取数控程序段，直到执行完毕后返回步骤1，切换回程序队列TPQUEUE中继续执行。
7.按照权利要求6所述的一种基于三环形队列的手轮试切回退控制方法，其特征在于：
从程序队列TPQUEUE切换到回退队列HW_BKQ时，是从回退队列HW_BKQ的队头开始取程序段执行：
从回退队列HW_BKQ切换到前向队列HW_FWQ时，若回退队列HW_BKQ执行到第n个程序段，则从前向队列HW_FWQ的第len-n段取程序段执行；
从前向队列HW_FWQ切换到回退队列HW_BKQ时，若前向队列HW_FWQ执行到第n个程序段，则从回退队列HW_BKQ的第len-n段取程序段执行。
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