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三、插補(bǔ)和聯(lián)動(dòng)函數(shù)
當(dāng)程序員決定需要幾軸進(jìn)行插補(bǔ)時(shí)，盡量選擇最大插補(bǔ)軸數(shù)，如在雕銑系統(tǒng)時(shí)，有時(shí)會(huì)用到兩軸插補(bǔ)，有時(shí)會(huì)進(jìn)行三軸插補(bǔ)，在這個(gè)基礎(chǔ)上，為簡(jiǎn)化編程，我的理論只使用三軸插補(bǔ)，當(dāng)需要進(jìn)行兩軸插補(bǔ)或聯(lián)動(dòng)時(shí)，根據(jù)相對(duì)或絕對(duì)的坐標(biāo)關(guān)系，將不運(yùn)動(dòng)軸填入0偏移或絕對(duì)位置即可。
以下為XYZ三軸聯(lián)動(dòng)和插補(bǔ)的函數(shù)，由nFlag的M_INP位決定是否進(jìn)行插補(bǔ)：
void MoveXYZ( double fX, double fY, double fZ, const tag_SPEED &speed,
int nFlag = M_ABS )
{
short axisArray[]={ XCH, YCH, ZCH };
if( nFlag & M_INP == M_INP )
{//插補(bǔ)
long distArray[]={ M2P(XCH, fX), M2P(YCH,fY), M2P(ZCH,fZ) };
long nStart, nSpeed;//計(jì)算新的矢量速度，參見(jiàn)DMC1000矢量速度的計(jì)算
(…矢量速度計(jì)算在此略去)
( nFlag & M_ABS == M_ABS ) ?
d1000_start_ta_line( 3, axisArray, nStart, nSpeed, speed,accel )://絕對(duì)
d1000_start_t_line(3, axisArray, nStart, nSpeed, accel );//相對(duì)
}
else
{//聯(lián)動(dòng)
double fpos[]={ fX, fY, fZ};
for( int I(0); I<3; I++)//發(fā)三次單軸移動(dòng)命令
Move( axisArray[I], fpos[I], speed, nFlag );
}
}
在我給出的DMC3000控制卡類完整源代碼一文中，有其更完善的版本。通過(guò)以下的函數(shù)封裝，將插補(bǔ)和聯(lián)動(dòng)，絕對(duì)位置，相對(duì)位置等等都很好的整合在一起，用戶在使用起來(lái)具體更準(zhǔn)確的目標(biāo)。
四、 驅(qū)動(dòng)軸狀態(tài)、位置讀取和設(shè)定
對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸的狀態(tài)，分為兩種：1、指脈沖輸出狀態(tài)；2、指專用輸入信號(hào)電平狀態(tài)
檢測(cè)脈沖輸出是否完成，可以寫成如下函數(shù)，假設(shè)軟件總共只用到XYZ三軸：
int IsRunning( int nAxis = -1 )//默認(rèn)為-1是有目的的
{
if( nAxis != -1 )
return d1000_check_done( nAxis ) == 0 ;
//當(dāng)nAxis == -1時(shí)，檢測(cè)三個(gè)軸是否有一個(gè)在運(yùn)行，這種檢測(cè)在加工時(shí)常用
return d1000_check_done( XCH ) == 0 ||
d1000_check_done( YCH ) == 0 ||
d1000_check_done( ZCH ) == 0;
}
當(dāng)用戶等待YCH脈沖發(fā)完，則用一個(gè)循環(huán)檢測(cè)即可：
while( g_DmcCard.IsRuning( YCH ) ) ::DoEvents();
別忘了，IsRuning是CctrlCard的成員函數(shù)，而DoEvents函數(shù)在DMC1000不能響應(yīng)系統(tǒng)消息的文章中有詳細(xì)實(shí)現(xiàn)和功能描述。
在實(shí)際加工時(shí)，作插補(bǔ)時(shí)，常需要等待上次所有運(yùn)動(dòng)結(jié)束才開始新的運(yùn)動(dòng)。故有如下表現(xiàn)：
for( int I(0),step(0); I
{
DoEvents();
switch( m_nworkStatus ){
case Pause:
continue;
case Continue: m_nWorkStatus = Running;
case Running:
{
switch( step ){
case 0:
if( IsRunning() ) break;//檢測(cè)所有運(yùn)動(dòng)結(jié)束，否則繼續(xù)檢測(cè)
MoveXYZ( data[I].x, data[I].y, data[I].z …… );
Step ++;
Break;
Case 1:
If( IsRunning() ) break;//同上
I++; //準(zhǔn)備下一段數(shù)據(jù)，之所以放在此處，是需要考慮在運(yùn)行過(guò)程中，有外部的暫停和繼續(xù)操作。
Step = 0;//準(zhǔn)備運(yùn)行新的數(shù)據(jù)
Break;
}
} break;
}
以上程序框架，有著非常廣闊的應(yīng)用前景，非常簡(jiǎn)單，可以讓程序員隨意控制，故而它又非常穩(wěn)定，比起線程的操作，它具體非常透明的可操作性。 此框架在雕刻，焊接，切割等許多場(chǎng)合都將成為經(jīng)典，當(dāng)然，若你不曾深入了解它，則不會(huì)發(fā)現(xiàn)它的可愛(ài)之處。
對(duì)于專用輸入信號(hào)狀態(tài)的檢測(cè)，幾乎沒(méi)有什么特別之處：
int GetStatus( int nAxis )
{
return d1000_get_axis_status( nAxis );
}
位置的讀取和設(shè)定，對(duì)于DMC1000比較容易，故在此我將寫出DMC3000控制卡的這兩個(gè)函數(shù)，當(dāng)然用于DMC1000也是沒(méi)問(wèn)題的。
DMC3000控制卡的位置分為指令位置和物理位置（編碼器反饋的），所以函數(shù)需要有一個(gè)小小的選擇，先看看位置獲取函數(shù)：
Double GetPosition( int nAxis, BOOL bCmd = true )// bCmd == true時(shí)，讀取指令位置，否則為物理位置
{
long pulse = (bCmd == true ) ?
d3000_get_command_pos( nAxis ):
d3000_get_encoder_pos(nAxis);
return P2M( nAxis, pulse );//脈沖轉(zhuǎn)成毫米然后返回
}
位置設(shè)定函數(shù)多了一點(diǎn)點(diǎn)動(dòng)作：
double SetPosition( int nAxis, double fMM, BOOL bCmd = true )
{
double pos = GetPosition( nAxis, bCmd );//先取得原來(lái)的位置
( bCmd == true )?
D3000_set_command_pos( nAxis, M2P(nAxis, fMM )):
D3000_set_encoder_pos( nAxis, M2P(nAxis, fMM) );
Return pos;//返回舊的位置
}
為什么這樣設(shè)計(jì)？當(dāng)你用過(guò)CPen *pOldPen= pDC->SelectObject( &newPen );時(shí)，或者除了復(fù)位之外，你真正需要調(diào)用這個(gè)SetPosition函數(shù)時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)設(shè)計(jì)，真是人情味實(shí)足。
五、 復(fù)位，相對(duì)與絕對(duì)，
在如今PC機(jī)開發(fā)控制卡軟件時(shí)代，設(shè)備上電不復(fù)位的幾乎沒(méi)有，在此談到復(fù)位這個(gè)問(wèn)題確實(shí)有必要，實(shí)現(xiàn)上，復(fù)位動(dòng)作因不同設(shè)備的工藝要求而定，故一般而言，控制卡提供的那個(gè)復(fù)位函數(shù)太過(guò)簡(jiǎn)單，有點(diǎn)力不從心，所以，本人自己寫了個(gè)復(fù)位函數(shù)，但是代碼寫起來(lái)將會(huì)占用很大的面版，故有此需要者，可以來(lái)電或E_mail索取。
其基本思路是采用兩次找原點(diǎn)，第一次高速找，停止后退出，再次以較低的速度找原點(diǎn)。并且在執(zhí)行第二次復(fù)位時(shí)，會(huì)在離原點(diǎn)5毫米處減速（第一次執(zhí)行做不到）。
提供相對(duì)和絕對(duì)位置的概念是很有必要的，眾所周知，現(xiàn)在控制卡能作到最小單位為1個(gè)脈沖，當(dāng)然，作為數(shù)字脈沖，到此已不能再小了，故為了提高精度，通常情況下要提高計(jì)算當(dāng)量，即增加每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)，或減少每轉(zhuǎn)毫米數(shù)。
不論怎么，我們將問(wèn)題放大并明朗化，可以看看以下片段：
for( int I(0); I<10000; I++)// 走10000次
move( 0.5 );//走相對(duì)0.5個(gè)脈沖的距離
結(jié)果是：1個(gè)脈沖也發(fā)不出，造成很大的累積誤差。
若換成絕對(duì)方式：
for( int I(0); I<10000; I++)
goto( I*0.5 );
最后的誤差，最大也就是1個(gè)脈沖以內(nèi)。雖然還是有誤差，但總算達(dá)到可容忍的程序，再加上適當(dāng)?shù)膹?fù)位操作，讓客戶至少不必再擔(dān)心這個(gè)巨大的累積誤差了。
實(shí)質(zhì)上，在整個(gè)軟件設(shè)計(jì)時(shí)最好采用絕對(duì)坐標(biāo)系，即使要處理加工原點(diǎn)或工面起點(diǎn)等這些參數(shù)，也要把它換算成絕對(duì)位置，唯手動(dòng)移動(dòng)設(shè)備可以例外。另外，在CNC系統(tǒng)中，除了有循環(huán)用到相對(duì)坐標(biāo)系，其余都是用絕對(duì)坐標(biāo)系為上策，實(shí)際上，在實(shí)現(xiàn)編程算法上，為統(tǒng)一起見(jiàn)，最好將相對(duì)的坐標(biāo)關(guān)系全部轉(zhuǎn)成絕對(duì)的坐標(biāo)關(guān)系，這樣也便于外部進(jìn)行暫停或繼續(xù)的處理。
相信，到此為止，若你的設(shè)備在加工時(shí)有一定的誤差漂移，你會(huì)意識(shí)到自己應(yīng)該是不是要檢查一下采用了什么坐標(biāo)系了吧。
六、 輸出輸入及軟限位
對(duì)于通用的I/O操作，沒(méi)有什么特別要說(shuō)明的，只有兩點(diǎn)需要注意的，先給出兩個(gè)小函數(shù)，以作參考：
int ReadBit( int nIO ); //讀指定通用輸入口的電平狀態(tài)，返回1 或 0
int WriteBit( int nIO, int nStatus ); // 輸出電平到指定輸出端口
兩點(diǎn)注意：
No.1 對(duì)于ReadBit若需要加入抗干擾處理，則寫一個(gè)函數(shù)：
Int RealInput( int nIO, int nStatus, int di=50 )
{
if( ReadBit( nIO ) != nStatus )
return 0;
while( di -- );//耗上幾個(gè)CPU的周期時(shí)間，再讀一次
return ReadBit( nIO ) == nStatus;
}
No.2 增加一個(gè)變量及函數(shù)擴(kuò)展一下輸出功能：
Long m_nOutStatus= 0x00000000;
再次改造一下WirteBit
void WriteBit( int nIO, int nStatus )
{
if( nStatus ){
m_nOutStatus |= (1<
}
else{
m_nOutStatus &= (~(1<
}
d1000_out_bit( nIO, nStatus );
}
添加的訪問(wèn)輸出狀態(tài)函數(shù)：
int ReadOutbit( int nIO )
{
static int a;
a = 1<<(nIO-1);
a &= m_nOutStatus;
return a!=0;
}
軟限位的思想原本是用于為客戶節(jié)省正負(fù)限位的光電開關(guān)成本而產(chǎn)生的，致使使用軟件限位正常的話，設(shè)備每個(gè)驅(qū)動(dòng)軸只需要一個(gè)原點(diǎn)開關(guān)即可。當(dāng)然，軟限位能正確運(yùn)作是非常重要的，否則很容易撞壞設(shè)備。而其正確運(yùn)行，就必須依賴正確的復(fù)位動(dòng)作，以找到可靠的機(jī)械原點(diǎn)位置。
軟件限位的基本算法非常簡(jiǎn)單，特別是在一個(gè)絕對(duì)坐標(biāo)系當(dāng)中。其原理如下：
if( pos < minPos ) pos = minPos;
if( pos > maxPos ) pos = maxPos;
實(shí)在沒(méi)有必要再詳說(shuō)下去了。
編程技巧介紹至此算是一個(gè)了斷，若在未來(lái)的日子里，有更好的想法，我會(huì)拿出來(lái)給大家參考，請(qǐng)大家一起來(lái)支持這件事情，拿出自己的寶貴經(jīng)驗(yàn)，算是給數(shù)控行業(yè)添加強(qiáng)有力的潤(rùn)滑劑吧。
謝謝。
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