高档数控系统多通道控制技术的研究与实现

“数控多通道控制技术的开发主要探讨了在高档数控系统中多通道控制技术的应用，该技术在复合加工和柔性生产线等工业生产场景下具有广泛应用。文章由华中科技大学的吴卫东撰写，其导师为周会成和周向东，专业方向为机械电子工程。论文重点研究了多通道控制的软件框架、关键控制技术，以及用户交互和安全问题。” 数控系统的多通道控制技术是一种高级功能，它允许多个工序同时进行，极大地提升了生产效率。在分析多通道控制的应用模型和技术需求后，作者提出了一种分层软件框架，这有助于构建设备对象的物理模型，并设计了通道控制的内核模块和用户接口。 论文深入研究了多通道控制的关键技术，包括通道间的并行、同步、交换和重叠控制。通过分层式框架，实现了通道间的并行控制，该框架基于特定平台构建。采用基于优先级的模块调度策略，确保了内部模块的有效管理。通过通道模块的状态机，能够灵活地切换通道模式。对于同步控制，论文提出了通过共享同步标记的锁和取反操作来实现编程指令中的通道同步。 在轴的同步控制方面，论文提出了耦合轴的概念，解决了多通道控制中轴间的同步问题，从而实现重叠控制。通过轴的空闲态和准备态切换，解决了轴的共享和释放，进而实现通道的交换控制。此外，论文还探讨了用户界面显示、参数配置和编程控制，通过特定编码方法实现了多通道协同控制，并设计了相关控制指令。 为了解决多通道控制中的安全问题，如干涉，论文引入了模拟仿真功能来验证控制策略。通过双刀架、双主轴的加工方式的仿真以及实际双通道加工平台的加工验证，证明了所开发的多通道控制功能的可行性。 关键词涉及：数控系统、多通道控制、并行控制、同步控制、轴同步、重叠控制、用户界面、参数配置、编程控制、宏变量共享、安全验证、模拟仿真、复合加工、开放式架构。 这篇论文的贡献在于提供了一套实现多通道控制的详细方法，包括软件架构设计、控制策略和用户交互方案，对于提高数控系统的性能和灵活性具有重要意义。