[发明专利]一种六坐标系运动的动态互斥控制方法

摘要

本发明提供了一种六坐标系运动动态互斥控制方法。该方法包括多系统并行加工程序互斥区域管理机制，基于同一个筒状工作对象把同心的内外圆柱坐标系分六区管理，统一部署各系统铣削头与夹具头的工作区域和加工程序，并提供互斥区域预测访问机制同步各系统加工状态；多系统局域网通信模块，周期性互传重叠进给轴的位置和状态；重叠轴安全区域互斥控制模块，实时处理本系统和相邻系统对应重叠轴的互斥区域和工作状态，同时控制本系统的运动行为。该技术响应速度快，可应用于同一组圆柱坐标系下三系统并行加工的数控铣削机床。

主权项

一种六坐标系运动的动态互斥控制方法，其特征在于：包括多系统并行加工程序互斥区域管理机制、多系统局域网通信模块、重叠轴区域互斥控制模块；(1)多系统并行加工程序互斥区域管理机制通过同一个圆柱坐标系建立多系统并行加工模型，在模型中统一处理各系统加工坐标系和互斥区域预测访问时序，生成各系统可并行加工的程序；围绕一个圆筒工件沿周向均匀分成三个分区，每个分区各占120°；在每个分区安装一台数控系统，每台数控系统分别控制内外立柱两个通道的两个坐标系，外立柱上设置支撑头，内立柱上设置加工头；定义每个数控系统的B轴控制圆柱工件内立柱加工头的内表面铣削，A轴控制圆柱工件外立柱支撑头的浮动支撑和测量控制；共有六个坐标系：内圆柱坐标系按130°区域阵列分布的三个内立柱铣削加工坐标系，每个内立柱铣削加工坐标系向邻近内立柱铣削加工坐标系各伸出5°；外圆柱坐标系按130°区域阵列分布的三个外立柱夹具头运动坐标系，每个外圆柱铣削支撑坐标系向邻近外圆柱铣削支撑坐标系各伸出5°；用指定M代码区分为每个数控系统生成专属程序：为三台数控系统分别插入对应的M代码，分别为M54、M55、M56；用特殊M代码实现互斥区域预测访问，允许本数控系统在进入互斥区域之前查询邻近数控系统的位置并等待其离开，实现互斥区域先到先执行、后来的延迟执行；在程序中实现外立柱支撑头跟随内立柱加工头的运行规则，在内立柱加工头到位之前把外立柱支撑头移动到工件铣削区域的背面支撑工件；为三台数控系统分别划分自由加工区域和边界互斥区域，在即将加工互斥区域时插 入M57指令；在设计的PLC互斥程序里为M57指令提供A/B轴提前6°边界互斥检测方法，支持M57指令实现对互斥区域的预测访问；(2)多系统局域网通信模块为每个数控系统独立设计互斥区域通信HMI模块，通过数控系统HMI二次开发接口为每个系统单独设计和配置的坐标与状态局域网广播模块，基于多媒体定时器实现实时坐标与状态同步；互斥区域通信HMI模块以及坐标与状态局域网广播模块每10ms向局域网广播自己互斥轴的位置和状态，同时采集邻近两台系统互斥轴的位置和状态，在通信未建立时通知系统PLC锁住自身的运动；(3)重叠轴互斥区域控制模块在每个数控系统的PLC里设计一组程序，基于相邻数控系统重叠进给轴的当前位置，依据本身所属区域和邻近数控系统互斥轴的坐标实时计算本数控系统重叠轴的互斥区域，向相邻数控系统发布互斥区域的占用状态，根据当前状态控制本数控系统的运动行为；如本数控系统占据互斥区域则输出信号给邻近数控系统；如此时邻近数控系统已在互斥区域则锁死本数控系统的运动，直到邻近数控系统离开互斥区域才恢复运动。