一种基于双CPU和DPRAM的双坐标系异步加工控制方法与流程

本技术涉及激光加工、振动刀加工，更具体的，涉及一种基于双cpu和dpram的双坐标系异步加工控制方法。

背景技术：

1、在激光雕刻切割、振动刀等加工领域，若是使用双坐标系，在两个完全独立的坐标系下，两个头可以同时启动，异步加工，加工轨迹可以各不相同，这使得对于各种图形，都能双头同时工作，联合完成加工任务，对于单头工作来说，成倍地提升了加工效率。

2、目前的双坐标系控制技术里，有由单cpu完成的控制方法，在嵌入式单cpu控制下，要实现两个坐标系完全独立的控制算法，对于cpu来说算法的运算负荷过大，最终在每个坐标系下的加工速度会受到影响。也有由两个控制器各自控制一个坐标系的控制方法，该方法通过串口或网络等传输方式实现两个控制器的实时数据或信息的共享，这种方法缺陷在于两个控制器的关键信息的共享实时性不高，不利于两个坐标系的碰撞规避算法，另外这种外部传输关键信息的方式，也为系统的稳定性带来不利影响。

3、针对上述问题，特开发了基于双cpu+dpram（双口ram）的双坐标系异步加工控制方法。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种基于双cpu和dpram的双坐标系异步加工控制方法，本发明使用在具有独立的双坐标系的激光机/振动刀机器上，对其进行双坐标系同步启动，异步加工的控制。能够解决cpu运算两个独立坐标系下的运动控制算法的问题，两个坐标系下的关键数据得以安全的实时快速的共享，使得两个加工头都能完全等同于单头机的加工速度，且两个加工头能实时规避路径碰撞问题，相比于单头机来说，在最终使用中，确实成倍地提升了加工效率。为服装、皮革、布料等加工行业的大图形、大批量、高效率的双机头异步加工任务提供了一个完美的解决方案。

2、本发明提供了一种基于双cpu和dpram的双坐标系异步加工控制方法，包括：

3、获取加工图像数据；

4、对所述加工图像数据进行分析，确定中轴线和两条干涉线，将所述两条干涉线之间的区域确定为干涉区域；

5、根据所述中轴线和两条干涉线对加工图像数据分割，得到多个分块数据；

6、将所述多个分块数据发送至对应cpu；所述cpu用于控制加工头加工；所述cpu包括cpu1和cpu2；

7、在加工过程中，对比当前cpu和另一个cpu中分块数据的边界数据，判断两个cpu加工的分块数据是否存在干涉；

8、若存在干涉，则调用避障策略进行避障处理；

9、若不存在干涉，则通过预设加工策略对当前分块数据进行连续插补加工；所述当前分块数据为cpu正在加工或即将加工的分块数据；

10、当当前分块数据加工完成后，对下一分块数据进行加工处理，直至所述加工图像数据全部加工完毕后，将加工头回退到所对应坐标系原点。

11、本方案中，所述对所述加工图像数据进行分析，确定中轴线和两条干涉线，将所述两条干涉线之间的区域确定为干涉区域，包括：

12、根据加工图像数据的轨迹权重进行任务分配，确定中轴线；

13、根据所述中轴线和预设安全距离确定两条干涉线；

14、将所述两条干涉线之间的区域确定为干涉区域。

15、本方案中，所述根据所述中轴线和两条干涉线对加工图像数据分割，得到多个分块数据，包括：

16、基于中轴线对加工图像数据进行分割，得到分割图像数据；

17、基于干涉线对所述分割图像数据内的图形进行分割，得到多个分块数据。

18、本方案中，还包括：

19、根据分块数据的边界数据和实时加工数据生成关键数据；所述关键数据至少包括加工头的当前坐标、当前速度、当前速度方向、目标坐标、路径数据；

20、将所述关键数据上传至dpram。

21、本方案中，所述在加工过程中，对比当前cpu和另一个cpu中分块数据的边界数据，判断两个cpu加工的分块数据是否存在干涉，包括：

22、当前cpu通过本机文件读取第一分块数据的边界数据，确定第一边界数据，并通过dpram获取另一个cpu对第二分块数据的边界数据，确定第二边界数据；所述第一分块数据为当前cpu对应加工头正在加工或即将加工的分块数据；所述第二分块数据为另一个cpu对应加工头正在加工或即将加工的分块数据；

23、计算所述第一边界数据和第二边界数据的最小边界距离；

24、当所述最小边界距离小于预设安全距离时，确定为存在干涉；

25、反之，则不存在干涉，判断当前cpu是否调用过避障策略；

26、若是，对加工逻辑现场进行恢复；反之，不做任何处理。

27、本方案中，所述调用避障策略进行避障处理，包括：

28、基于加工时间对第一分块数据和第二分块数据进行分析，当第一分块数据和第二分块数据全部进入干涉区域时，执行避障策略，确定当前插补周期的加工线段；

29、根据所述当前插补周期的加工线段进行分析，当所述当前插补周期的加工线段为远离中心线运动时，按照预设加工策略进行插补运动；

30、反之，则根据预设安全距离、第一边界数据和第二边界数据进行分析，判断当前插补周期是否可以插补一段距离；

31、若是，则对预设加工策略进行调整，按照调整后的加工策略对当前插补周期进行插补；

32、若否，则根据第一边界数据和第二边界数据确定避让坐标，控制当前加工头进行强制避让。

33、本方案中，所述对预设加工策略进行调整，按照调整后的加工策略对当前插补周期进行插补，包括：

34、根据dpram内两个加工头的当前位置坐标、当前速度和速度矢量方向进行分析，计算当前插补周期内剩余线段的可加工距离；

35、当所述可加工距离大于预设距离阈值时，基于预设限制条件对加工头的加工速度进行调整，确定最高承受速度；所述预设限制条件至少包括不能超过原始规划速度、预留足够的减速距离防止加工头碰撞；

36、根据所述最高承受速度对预设加工策略内的原始规划速度进行替换，控制加工头进行加工处理；

37、当所述可加工距离小于等于预设距离阈值时，停止加工，进行加工头回退避让。

38、本方案中，还包括：

39、当任意一个加工头离开干涉区域或当前分块数据加工完成时，结束避障处理。

40、本发明公开了一种基于双cpu和dpram的双坐标系异步加工控制方法，方法包括：获取加工图像数据；对加工图像数据进行分析，确定中轴线、干涉线和干涉区域；根据中轴线和干涉线对加工图像数据分割，得到多个分块数据，并发送至cpu；对比两个cpu中分块数据的边界数据，判断是否存在干涉；若存在干涉，则调用避障策略进行避障处理；若不存在干涉，则通过预设加工策略对当前分块数据进行连续插补加工；当当前分块数据加工完成后，对下一分块数据进行加工处理，直至加工图像数据全部加工完毕后，将加工头回退到所对应坐标系原点。本发明能够解决cpu运算两个独立坐标系下的运动控制算法的问题，提升加工效率。