论文部分内容阅读
机床是装备制造业的母机，也是装备制造业的引擎。随着科学技术的发展和制造技术的进步，自动化程度更高的数控机床在制造业中占有越来越重要的地位。为了不断增强作为数控机床的“大脑”——数控系统的柔性和适应性，数控系统正朝着开放式体系结构的方向发展。译码程序是数控系统的必备功能，它决定了系统可匹配的机床类型及其加工的能力，是系统开放性体现的重要组成部分。本文根据实际的项目开发需要，设计了基于自动机理论的车床系统通用译码程序。首先，本文描述了数控加工指令的定义以及译码程序的需求，通过对指令语言的分析，将其分为通用指令集和宏指令集，他们分别属于正规语言和上下文无关语言。针对上述两种语言的特点及实际加工的要求，分别提出了FSM-Ragel高速扫描方式——运用Ragel状态机编译器软件基于直接跳转有限自动机实现对通用加工指令集的快速扫描和高速译码，和LALR-GOLD完全扫描方式——运用GOLD Parser编译器生成辅助工具基于自底向上分析法中的LALR(1)分析方法实现对数控宏指令集的编译。同时，本文详细介绍了这两种编译方式的实现原理，FSM-Ragel高速扫描方式的提出使得针对所分离出的通用指令集的编译达到了极高的效率。其次，本文描述了数控加工指令中数控车床复合固定循环指令的实现原理。数控车床复合固定循环是一组简化编程，提高加工效率的数控指令。同其他数控指令一样，需要经过译码软件模块的分析处理，才能够让数控系统对其进行自动加工。由于其包含的加工信息较为复杂，再加上在总体采用解释方式的译码软件中的实现较为困难。本文提出了一种高效的车床复合固定循环译码方法—中断缓存的解释方式，给出了实现的流程图以及算法的原理。本文设计的基于自动机理论的数控系统通用译码程序已经集成到自主研发的数控系统中，最后在产品的实际应用中验证了结果。实际运行效果良好，得到了用户的认可和好评，这也大大缩小了国内中高档数控系统与国外先进数控系统之间的差距。