一种数字控制机床的伺服驱动器的数据通讯方法及相关设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及数字控制机床技术领域，具体涉及一种数字控制机床的伺服驱动器的数据通讯方法及相关设备。
【背景技术】
[0002]数字控制机床，简称数控机床，是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品，在机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点。数控机床技术水平的高低及其占金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比，是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。
[0003]机床主轴是数控机床的重要部件，控制机床主轴实现主轴的自动换档和无级调速，主轴的正、反转及停止控制是数控机床控制的一个重要内容，机床主轴的控制可通过机床主轴伺服驱动器控制机床上的交流伺服电机来达到，机床主轴伺服驱动器是通过一片数字信号处理器来实现各种数据交换与控制并最终实现对交流伺服电机控制。然而，随着科技的进步，数控机床的对控制的精密度和灵敏度的要求更高，相应的对主轴伺服驱动器也提出了包括高速脉冲信号处理、位置控制、高速通信、高速外设芯片扩展等新功能方面的要求。高速外设芯片扩展新功能一般都是通过外设设备实现功能扩展，而位置控制通过人为监控和手动操作工作台来实现，功能实现繁琐复杂，操控交流伺服电机的准确度和可靠性很低。除此之外，现有的主轴伺服驱动器仍然不能实现高速脉冲信号处理、位置控制、高速通信等功能。
【发明内容】
[0004]本申请实施例提供了一种数字控制机床的伺服驱动器的数据通讯方法及相关设备，解决了现有的主轴伺服驱动器实现高速外设芯片扩展和位置控制功能繁琐复杂、准确度和可靠性很低以及仍然不能实现高速脉冲信号处理、位置控制、高速通信等功能的问题。
[0005]一方面，本申请实施例提供一种数字控制机床的伺服驱动器的数据通讯方法，所述数字控制机床的伺服驱动器包含第一数字信号处理器和第二数字信号处理器；所述方法包括:
[0006]所述第一数字信号处理器判断定时是否到达；
[0007]如果所述第一数字信号处理器判断出所述定时没有到达，则判断所述第一数字信号处理器是否接收到所述第二数字信号处理器发送的数据帧，且判断接收到的所述数据帧中的校验信息是否准确；
[0008]若所述第一数字信号处理器判断出所述第一数字信号处理器接收到所述第二数字信号处理器发送的所述数据帧，且判断出所述数据帧中的校验信息准确，则设置所述第一数字信号处理器的状态为成功接收状态，以及识别所述第一数字信号处理器的状态是否为脱机状态；
[0009]如果识别出所述第一数字信号处理器的状态不为脱机状态，则识别所述数据帧的应答标志的类型；
[0010]所述第一数字信号处理器根据所述数据帧的所述应答标志的类型识别所述数据帧的类型，并按照与所述数据帧的类型对应的处理方式处理所述数据帧。
[0011]结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，如果所述第一数字信号处理器识别出所述第一数字信号处理器的状态为脱机状态，则判断所述第二数字信号处理器发送的所述数据帧是否包括特殊关键字，若所述数据帧包括所述特殊关键字，则调整所述第一数字信号处理器为非脱机状态。
[0012]结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述第一数字信号处理器判断定时是否到达之后，以及判断所述第一数字信号处理器是否接收到所述第二数字信号处理器发送的数据帧，且判断所述数据帧中的校验信息是否准确之前，所述方法还包括:
[0013]如果所述第一数字信号处理器判断出所述定时到达，则所述第一数字信号处理器识别所述第一数字信号处理器的状态是否为脱机状态；
[0014]如果识别出所述第一数字信号处理器的状态不为脱机状态，则根据实时状态标志的类型识别待发送的数据帧的类型，并准备与所述待发送的数据帧的类型相对应的所述待发送的数据帧；
[0015]如果识别出所述第一数字信号处理器的状态为脱机状态，则准备待发送的数据帧，所述待发送的数据帧为重连请求数据帧；
[0016]发送所述待发送的数据帧给所述第二数字信号处理器。
[0017]结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，若所述第一数字信号处理器判断出所述第一数字信号处理器没有接收到所述第二数字信号处理器发送的所述数据帧，或判断出所述第二数字信号处理器发送的所述数据帧中的校验信息不准确，则启动信息传输故障响应处理机制。
[0018]结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述第一数字信号处理器发送给所述第二数字信号处理器的所述待发送的数据帧包括8个字对应的8个数据，所述8个字对应的数据共占用16个字节的存储空间，所述8个字对应的8个数据分别为第一实时数据，第二实时数据，第三实时数据，轮循下发数据ZLdatal?ZLdatal6之中的任一第四数据，由轮循下发数据成员索引和实时状态标志位组成的第五数据，由操作方法和操作参数地址索引组成的第六数据，操作参数值对应的第七数据和CRC校验值对应的第八数据；
[0019]所述第一数字信号处理器发送待发送的数据帧给所述第二数字信号处理器，包括:
[0020]所述第一数字信号处理器每隔Ims发送所述第一实时数据、所述第二实时数据和所述第三实时数据给所述第二数字信号处理器；或者，
[0021]所述第一数字信号处理器每隔16ms按照所述轮循下发数据成员索引发送所述轮循下发数据内容ZLdatal?ZLdatal6中与所述轮循下发数据成员索引对应的的同一个数据给所述第二数字信号处理器；
[0022]所述操作参数值的内容随所述操作参数地址索引的内容不同而变化，所述操作参数地址索引的内容为O?1024，可读写1024个数据单元的内容，充分保证了对所有参数的寻址；
[0023]以及，所述操作方法分为读指令对应的操作方法和写指令对应的操作方法，所述操作方法对应的指令位于所述操作方法和所述操作参数地址索引所占用的I个字的高5个二进制位，分别用00011和00110来代表；
[0024]所述第一数字信号处理器发送待发送的数据帧给所述第二数字信号处理器，包括:
[0025]所述第一数字信号处理器发送为读指令对应的所述操作方法对应的所述待发送的数据帧给所述第二数字信号处理器，以使所述第二数字信号处理器返回所述第一数字信号处理器发送给所述第二数字信号处理器的所述待发送数据帧的所述操作参数地址索引所对应的数据单元的数据；
[0026]所述第一数字信号处理器发送待发送的数据帧给所述第二数字信号处理器，还包括:
[0027]所述第一数字信号处理器发送为写指令对应的所述操作方法对应的所述待发送的数据帧给所述第二数字信号处理器，以使所述第二数字信号处理器对所述第一数字信号处理器发送过来的所述待发送的数据帧的所述操作参数地址索引所指定的数据单元进行改写，以使改写后的所述数据单元对应的值为所述第一数字信号处理器发送过来的所述待发送的数据帧的所述操作参数值。
[0028]结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，如果所述第一数字信号处理器判断出所述定时到达之后，且识别出所述第一数字信号处理器的状态为脱机状态，则准备待发送的数据帧包括:
[0029]则将所述待发送的数据帧的第五数据赋值为特殊关键字，作为所述重连请求数据帧，以发送包含所述第五数据的所述重连请求数据帧给所述第二数字信号处理器。
[0030]结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述第一数字信号处理器接收到的所述第二数字信号处理器发送的所述数据帧是一个由8个字的数据组成的，共占用16个字节的存储空间，所述数据帧的所述8个字的数据依次为回传实时数据1、回传实时数据2、回传实时数据3、轮循回传数据CLdatal?CLdata8之中的任一数据4、轮循回传数据CLdata9?CLdatal6之中的任一数据5、应答标志和应答参数地址索引对应的数据6、应答参数值对应的数据7和CRC校验值对应的数据8。
[0031]结合第一方面的第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述第一数字信号处理器接收到所述第二数字信号处理器发送的所述数据帧中的校验信息为所述第二数字信号处理器发送的所述数据帧中的所述CRC校验值；以及；
[0032]所述第一数字信号处理器接收到的所述数据帧中的标志位的类型为所述第二数字信号处理器发送的所述数据帧的所述应答标志。
[0033]结合第一方面的第七种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述第一数字信号处理器和所述第二数字信号处理器之间是通过SPI通信进行数据交互的，且所述第一数字信号处理器和所述第二数字信号处理器之间的所述SPI通信工作在全双工模式下。
[0034]第二方面，本申请实施例提供的一种数字控制机床的伺服驱动器的数据通讯方法，所述数字控制机床的伺服驱动器包含第一数字信号处理器和第二数字信号处理器，所述方法包括:
[0035]所述第二数字信号处理器判断是否接收到所述第一数字信号处理器发送的第一数据帧，且判断接收到的所述第一数据帧中的所述CRC校验值是否准确；
[0036]若所述第二数字信号处理器判断出所述第二数字信号处理器接收到所述第一数字信号处理器发送的所述第一数据帧，且判断出所述CRC校验值准确，则所述第二数字信号处理器处理所述第一数据帧，并启动中断接收功能，以接收所述第一数字信号处理器发送的第二数据帧；
[0037]若所述第二数字信号处理器判断出所述第二数字信号处理器未接收到所述第一数字信号处理器发送的所述第一数据帧，或者判断出所述第一个数据帧的所述CRC校验值不准确，或者判断出特定时间内所述第二数字信号处理未接收到所述第一数字信号处理器发送的所述第一数据帧，则所述第二数字信号处理器启动信息传输故障响应处理机制。
[0038]结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述第一数据帧为握手数据帧，所述第二数据帧为正常数据帧，所述信息传输故障响应处理机制包括SPI出错故障响应处理机制和长时间没有接受到数据帧的通讯故障响应机制。
[0039]结合第二方面的第一种可能的实现方式中，在第二种可能的实现方式中，所述第二数字信号处理器处理所述握手数据帧，并启动中断功能之后，所述方法还包括:
[0040]所述第二数字信号处理器判断是否接收到所述第一数字信号处理器发送的所述第二数据帧，且判断所述第二数据帧中的所述CRC校验值是否准确；
[0041]如果所述第二数字信号处理器判断出接收到所述第一数字信号处理器发送的所述第二数据帧且所述第二数据帧中的所述CRC校验值准确，则识别所述第一数字信号处理器发送的所述第二数据帧中是否包含特殊关键字；
[0042]如果识别出所述第一数字信号处理器发送的所述第二数据帧中包括所述特殊关键字，则重连所述第一数字信号处理器和所述第二数字信号处理器；
[0043]如果识别出所述第一数字信号处理器发送的所述数据帧未包括所述特殊关键字，则识别所述第二数据帧的实时状态标志的类型并处理与所述实时状态标志类型相对应的标志位;
[0044]所述第二数字信号处理器根据所述第二数据帧中的所述实时状态标志的类型识别所述第二数据帧的类型，并按照与所述第二据帧类型对应的处理方式处理所述第二数据帧；
[0045]所述第二数字信号处理器初始化所述第二数据帧的所述实时状态标志及所述第二数据帧中的操作参数值；
[0046]所述第二数字信号处理器准备所述待回传的数据帧；
[0047]所述第二数字信号处理器按照与所述待回传的数据帧的类型对应的处理方式发送所述待回传的数据帧至所述第一数字信号处理器；
[0048]所述第二数字信号处理器终止所述中断接收功能，并返回至所述第二数字信号处理器的中断接收功能启动前的工作状态。
[0049]结合第二方面的第二种可能的实现方式中，在第三种可能的实现方式中，所述第二数字信号处理器判断是否接收到所述第一数字信号处理器发送的所述第二数据帧，且判断所述第二数据帧中的所述CRC校验值是否准确之后，以及所述第二数字信号处理器准备所述待回传的数据帧之前，所述方法还包括:
[0050]所述第二数字信号处理器判断出没有接收到所述第一数字信号处理器发送的所述第二数据帧，或者判断所述第二数据帧中的所述CRC校验值不准确，则启动信息传输故障响应处理机制。
[0051]结合第二方面的第三种可能的实现方式中，在第四种可能的实现方式中，所述第一数字信号处理器发送给所述第二数字信号处理器的所述第二数据帧包括8个字对应的8个数据，所述8个字对应的数据共占