基于DC/DC穩(wěn)壓器的大功率LED恒流驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

摘要：分析了數(shù)控制碼系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理的特點(diǎn)，討論了數(shù)控系統(tǒng)中兩種傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法及三種改進(jìn)方法。綜合分析各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合制碼系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理的特點(diǎn)，提出了一種更適用的數(shù)據(jù)處理新方法。該方法即節(jié)約了系統(tǒng)資源，又提高了制碼速度和工作效率。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)處理數(shù)控譯碼制碼系統(tǒng)

數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理是指NC程序送入零件緩沖區(qū)之后、插補(bǔ)之前的準(zhǔn)備工作，主要包括譯碼、運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算、進(jìn)給速度計(jì)算三部分。選用合理的數(shù)據(jù)處理方法將大幅提高編程的正確性和工作效率，且便于數(shù)據(jù)校對(duì)，尤其適合批量零件和有規(guī)律零件程序加工。數(shù)據(jù)處理方法是否合理主要取決于其連續(xù)性、時(shí)間效率和資源占用情況。目前，對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方法改進(jìn)的數(shù)據(jù)處理方法主要有：資源重疊流水處理的解釋方法、目標(biāo)碼編譯方法、解釋一編譯方法。它們各有優(yōu)點(diǎn)和不足，如在不同的環(huán)節(jié)加快了處理速度，減少了等待時(shí)間，但就整體的連續(xù)性和時(shí)間效率而言，還不夠完善。為了進(jìn)一步提高加工連續(xù)性和加工效率，本文針對(duì)各算法的優(yōu)缺點(diǎn)提出了一種新的數(shù)據(jù)處理方法，更加適用于制碼系統(tǒng)的加工處理。

1數(shù)控制碼系統(tǒng)

制碼系統(tǒng)由三個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在圓形小零件上制碼。零件圓面上需以環(huán)形刻兩組對(duì)稱的、由字母和數(shù)字組成的標(biāo)記碼。規(guī)定每個(gè)零件上的標(biāo)記碼字符個(gè)數(shù)相同(取6位字符為例)，即每個(gè)零件加工時(shí)編譯的目標(biāo)碼大小一樣，所占內(nèi)存空間相同。標(biāo)記碼主要有兩部分：整批零件的代號(hào)(相同)和每個(gè)零件單獨(dú)的標(biāo)記碼(不同)。刀具上固定需要用到的字母刀和數(shù)字刀，根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)刀架和轉(zhuǎn)動(dòng)零件對(duì)準(zhǔn)零件上需要刻碼的位置。所以這三個(gè)步進(jìn)電機(jī)分別用來控制刀架的轉(zhuǎn)動(dòng)、零件的位置和刀架的深淺。其數(shù)據(jù)處理就是對(duì)固定位數(shù)的標(biāo)記碼進(jìn)行譯碼，主要特點(diǎn)是：每個(gè)零件的標(biāo)記碼可作為一個(gè)代碼段來處理；可以針對(duì)標(biāo)記碼中整批零件代號(hào)相同和各零件代碼不同的特點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的處理；零件上刻的是兩組完全相同的標(biāo)記碼，即處理的數(shù)據(jù)相同，只是改變了位置；每個(gè)零件加工的銜接速度很快，數(shù)據(jù)處理需要有很好的連續(xù)性。針對(duì)制碼系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理的特點(diǎn)，結(jié)合各數(shù)據(jù)處理方法，研究出一種建立在已有數(shù)據(jù)處理方法基礎(chǔ)之上、更適用于制碼系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的方法。

2傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法有解釋方法和編譯方法兩種。

(1)解釋方法

解釋方法是將加工程序整理成某種形式，在加工時(shí)由主控程序順序取出，分析判斷后，進(jìn)行譯碼處理，并對(duì)零件加工程序逐條進(jìn)行解釋、插補(bǔ)和控制。這種方法占用內(nèi)存少、操作簡單，但存在難以克服的缺點(diǎn)：各模塊問的控制是順序的，如果對(duì)一個(gè)程序的解釋過程較慢而使機(jī)床具有一定的等待時(shí)間，則加工出來的工件就會(huì)出現(xiàn)明顯的粗糙度；不易處理各程序間的轉(zhuǎn)接，易形成停頓與過切。

(2)編譯方法

編譯方法是先對(duì)加工程序全部編譯，將結(jié)果放到緩沖區(qū)中，當(dāng)開始加工時(shí)，直接啟動(dòng)插補(bǔ)中斷程序。從緩沖區(qū)中取出編譯好的數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算并控制加工。這種加工方法的優(yōu)點(diǎn)是加工速度快、效率高；缺點(diǎn)是編譯與加工之間存在時(shí)間間隔。

3改進(jìn)的數(shù)據(jù)處理方法

3。1資源重疊漉水處理的解釋方法

針對(duì)傳統(tǒng)方法的缺點(diǎn)，對(duì)傳統(tǒng)的解釋控制進(jìn)行改進(jìn)，即資源重疊流水處理的解釋控制方法。時(shí)間重疊是流水處理的關(guān)鍵。它不僅是CNC裝置處在NC工作方式時(shí)，程序輸入、譯碼、插補(bǔ)和位控加工四個(gè)處理過程的時(shí)間資源重疊，而且譯碼過程所包含的各子過程，即程序裝入、語法檢查、解釋和刀具補(bǔ)償四個(gè)子過程之間也運(yùn)用了時(shí)間資源重疊。

在NC工作方式下。若用t1、t2、t3、t4分別表示程序輸入、譯碼、插補(bǔ)和位控加工四個(gè)子過程的處理時(shí)間，則加工一個(gè)零件程序段的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間將是t=tl+t2+t3+t4；在數(shù)據(jù)處理的譯碼過程中，tl、t2、t3、t4分別表示程序裝入、語法檢查、解釋和刀具補(bǔ)償四個(gè)子過程的處理時(shí)間，則數(shù)據(jù)處理的總時(shí)間將是t=t1+t2+t3+t4。如果以傳統(tǒng)的解釋方式順序處理，即第一個(gè)數(shù)據(jù)處理完后再處理第二個(gè)數(shù)據(jù)，則在兩個(gè)程序段的輸出之間將有一個(gè)時(shí)間長度t的時(shí)間間隔，其時(shí)空關(guān)系如圖1(a)所示。這種時(shí)間間隔反映在電機(jī)上就是電機(jī)時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)停，反映在刀具上就是刀具時(shí)走時(shí)停。不管這種時(shí)間間隔多么小，時(shí)走時(shí)停在數(shù)控加工中都是不允許的。

采用重疊流水處理技術(shù)可以消除這種間隔，重疊流水處理后的時(shí)間空間關(guān)系如圖1(b)所示。其關(guān)鍵是時(shí)間重疊，即在一段時(shí)間間隔內(nèi)不是處理一個(gè)過程，而是處理兩個(gè)或更多的子過程。經(jīng)過時(shí)間重疊流水處理后，每個(gè)零件程序段的輸出之間、每個(gè)數(shù)據(jù)處理之間不再有間隔，從而保證電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)和刀具移動(dòng)的連續(xù)性，加快數(shù)控加工的速度。

該方法節(jié)約了系統(tǒng)資源，有效防止了內(nèi)存碎片的形成，適應(yīng)大程序譯碼和復(fù)雜數(shù)據(jù)處理。

3。2目標(biāo)碼編譯方法

目標(biāo)碼編譯是執(zhí)行一個(gè)零件的加工程序，只需在開機(jī)后首次運(yùn)行時(shí)進(jìn)行編譯，然后將得到的目標(biāo)碼存放在RAM中，下次加工同樣的零件時(shí)，無需再次對(duì)原零件程序進(jìn)行編譯，直接執(zhí)行目標(biāo)碼即可，從而減少了每次重新編譯所占用的時(shí)間。

3。3解釋一編譯方法

單純使用傳統(tǒng)的解釋方法或編譯方法都有不可避免的缺點(diǎn)，解釋一編譯方法是將兩種方法相結(jié)合進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的方法。在開始加工前先開辟一段內(nèi)存作為緩沖區(qū)(根據(jù)具體情況分配)，接著一次性編譯若干程序段，直到緩沖區(qū)滿。然后，從緩沖區(qū)中取出已編譯好的程序段進(jìn)行加工處理。這里必須給加工處理完的程序置一標(biāo)志，例如，定義一標(biāo)志位bufflag，初始為False，程序加工處理完后置為True，則當(dāng)所有程序的標(biāo)志位都為True時(shí)清空緩沖區(qū)，繼續(xù)裝入下一批編譯的程序段。譯碼緩沖區(qū)在譯碼進(jìn)程初始化時(shí)被開辟，在譯碼進(jìn)程被殺死時(shí)釋放。在譯碼緩沖區(qū)的生命期間，數(shù)據(jù)被不斷地寫入、修改、讀出與清除。對(duì)于某一個(gè)緩沖區(qū)，它不斷地接收新的零件程序段，不斷地被各子進(jìn)程輪流處理。這種將大量加工程序分成若干程序段進(jìn)行編譯加工的方法，可有效減少編譯等待時(shí)間，增加加工效率。

4適用于制碼系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的新方法

上述幾種數(shù)據(jù)處理方法都有其不足，如資源重疊流水處理解釋方法只是縮短了進(jìn)程間的等待時(shí)間，其解釋階段不如目標(biāo)碼編譯方法效率高，整個(gè)譯碼處理效率不如解釋一編譯方法；目標(biāo)碼編譯方法只是優(yōu)化了編譯階段的數(shù)據(jù)處理；解釋一編譯方法結(jié)合解釋方法和編譯方法，提高了整體數(shù)據(jù)處理效率，但數(shù)據(jù)解釋送緩沖區(qū)階段不如資源重疊流水處理解釋方法效率高，緩沖區(qū)編譯階段又不如目標(biāo)碼編譯方法效率高。