LabVIEW在开放式数控系统G代码解析中的应用

LabVIEW在开放式数控系统G代码解析中的应用

以三轴运动器作为平台，用LabVIEW将数控系统中的代码提取并进行分析，确定了插补的方式并选择了相应的函数类型，最终发送指令至控制卡。

标签：三轴运动平台；LabVIEW；开放式数控系统

0 引言

开放式数控系统它具备高开放性、低成本、易升级扩展以及可以引入最新的计算机软硬件技术等优点。由于底层运动控制卡并不能识别G代码，所以需要用LabVIEW程序进行解析，而其中选择插补的方式又分为三种，本文重点对其中的两种进行讨论及总结，具体阐述了两种插补的算法，比较得其优劣。

1 开放式数控系统的硬件结构

1.1 三轴运动平台

三轴运动平台分主要由运动轴、伺服电机、限位开关、电器柜和工作平台组成，如图1所示。

1.2 运动控制卡

运动控制卡是三轴运动平台实现速度和位置控制的关键硬件，由三轴运动平台可知，该平台采用3个伺服电机来控制三轴运动，因此运动控制卡应选用三轴以上的。运动控制卡实物图如图2所示。

2 G代码的提取与解析

2.1 程序流程图

本程序的设计理念，首先打开文本对参数进行逐行读取，之后进行线段类型的判断，将读取的轨迹参数分为直线控制及圆弧控制，最后发送至运动控制卡。程序流程图如图3所示。

2.2 LabVIEW程序图

如图4所示，先将硬盘中预先写好的文本打开读取文本中的参数，进入for 循环结构提取文本中的代码，直至文本中的代码提取完毕。提取代码时用到“匹配模式”，图中用到了6个相应函数，提取到的代码分别放入四个数组中，分别是原文本文件，G与X之间，X与Y之间，Y之后，和R数组。

在后台中完成了G代码的提取，在LabVIEW的前显示面板如图5所示。

这样就完成了G代码的提取。

3 解析结果转换成运动控制器代码

如图6所示，将解析到的x，y数组通过“连接字符串”整合至运动控制卡中，并通过“比较函数”判断所进行插补的种类，输入运动控制卡进行相应插补。

关于数值插补的算法，有两种方法。

3.1 逐步比较插补法

（1）逐步比较法直线插补。

以第一象限为例，设直线的起点坐标为原点，终点坐标为A（Xe，Ye），插补点坐标为Pi（Xi，Yi），图7所示。

3.3 两种方法的选择

（1）逐步比较法是通过微小的折线来逼近所需的轨迹线，优点是算法简单，易于实现。

（2）时间分割法是通过直线来逼近曲线得到所求轨迹。相比于逐步比较法，此方法拟合直线没有误差，并可达到较快的运行速度。

综上，时间分割法在轨迹精确性和运行速度上远高于逐步比较法，因此采用时间分割法。

4 结束语

本文主要介绍了在开放式数控系统在提取G代码后的两种插补方法，利用LabVIEW作为编程工具，实现G代码解析，从而告知运动控制器现在要执行的运动方式及其参数。

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