CN102495583B - 多维激光切割设备的数控系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明为了解决现有基于多维激光切割设备的数控系统由于采用封闭、专用的系统结构，导致当设备工艺改变或是要开发新的设备时，要在原有程序上进行改进难度较大的问题，提供一种通用性强的多维激光切割设备的数控系统及其控制方法。该数控系统，通过核心管理模块根据激光切割维数的需求生成与之一一对应的命令解释模块和执行模块，抛弃了传统的面向应用开发数控系统的方法，将整套系统功能拆散为简单、独立的操作单元，再把这些操作单元分配到所有的操作部件，使数控软件具备可装配性、可扩展性以及相当高的设备无关性。

Description

多维激光切割设备的数控系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及数控系统技术领域，具体地说，涉及一种多维激光切割设备的数控系统及其控制方法。

背景技术

数控系统是数字控制系统的简称，英文名称为(Numerical ControlSystem)，根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。通过利用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制，它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和电气开关量。

目前基于多维激光切割设备的数控系统主要有以下5种结构：

1、专用结构，这种结构以FANUC和SIEMENS两大公司为代表，其优点是系统整合较好，具有较高可靠性，缺点是开放性和扩展性不好；

2、PC嵌入CNC系统，FANUC160、SIEMENS840是这种结构数控系统的典型，这种系统开放性有所提高，但硬件成本也相对增加；

3、CNC专用模板嵌入PC，这种系统由CNC完成基本数控功能，由PC机完成过程控制、模式控制等高级控制功能，增强了整个数控系统的功能，典型的代表是PC加美国Delta Tau公司的PMAC；

4、通用接口板+PC，这种结构硬件比较简单，控制比较灵活，开放性较好；

5、软件CNC系统，这种系统的最大特点就是用软件代替硬件，完成大部分控制功能，设置包括一些专门的控制信号产生也有软件来模拟完成，这种系统的硬件只包括一些最基本的I/O模块。

上述的数控系统大多采用封闭、专用的体系结构，通常是面向应用和物理设备进行设计的，具有某种专用的功能。这种类型的数控系统虽然具有结构简单、成本低等优点，但随着数控技术的发展，正暴露出越来越多的弊端。如在封闭式结构的系统中，整个程序基本上已经定型，它只能为当前设备所服务，如果设备工艺改变或是要开发新的设备，要在原有程序上进行改进，困难相当大，因此一般只能由系统制造商从头开始设计新的系统，不能方便地利用已有的技术；系统制造商重复研究、设计相同或相似的数控软件，造成大量的人力、物力的浪费。

发明内容

本发明为了解决现有基于多维激光切割设备的数控系统由于采用封闭、专用的系统结构，导致当设备工艺改变或是要开发新的设备时，要在原有程序上进行改进难度较大的问题，提供一种通用性强的多维激光切割设备的数控系统及其控制方法。

本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：

本发明的第一方面，一种多维激光切割设备的数控系统，其特征在于，包括：

核心管理模块，其根据激光切割所需的维数，生成与维数相同的多个一一对应的命令解释模块和执行模块，并将用户应用程序命令以命令队列的方式分配到每个命令解释模块；

命令解释模块，每个命令解释模块对应激光切割的一维，对自身所对应维的用户应用程序命令队列中的当前命令进行解释，并向与自身一一对应的执行模块持续发出与当前命令相应的执行指令；

执行模块，每个执行模块根据自身一一对应的命令解释模块的执行指令，对外界设备进行该执行模块所对应维的相应操作。

本发明中，当多维激光切割设备的数控系统需要多维联动时，核心管理器在需要联动的维所对应的至少两个命令解释模块的命令队列中插入至少一个相同编号的同步命令，核心管理模块进一步生成管理上述同步命令的同步管理模块，同步管理模块在所有命令解释模块执行完相同编号的同步命令后，使所有命令解释模块同步执行各自命令列队中的后续命令，否则禁止先执行完相同编号同步命令的命令解释模块执行其命令队列中的后续命令。

为了实现多序列多维联动，所述同步管理模块至少为两个。

本发明中，为了避免由于数据量十分庞大，频繁的数据交换导致降低系统的运行效率，用户应用程序命令以命令队列的方式分配到每个命令解释模块的过程中，采用上下两层FIFO缓冲区，用户应用程序把生成的命令和参数送到尺寸较大的上层FIFO缓冲区内，通过另一个辅助线程把缓冲区内的内容送到下层FIFO缓冲区，命令解释模块从下层FIFO缓冲区读取当前命令。

本发明中，为保证命令解释模块有效安全地工作，它使得解释模块可以在不同的状态之间进行转移，并根据状态的不同进行不同的操作，命令解释模块采用有限状态机。

所述有限状态机，包含8个基本状态，状态1为等待命令，状态2为等待运行，状态3为正在运行，状态4为等待参数，状态5为命令码有误，等待处理，状态6为参数非法，等待处理，状态7为命令解释模块暂停使用，状态8为命令运行成功，8个基本状态通过如下条件或者处理进行转换：状态1通过得到命令转换到状态2；状态2通过命令需参数转换到状态4，状态2通过在命令射映表中找不到该命令码转换到状态5，状态2通过命令无需参数，执行命令并马上完成转换到状态8，状态2通过命令无需参数，执行命令但不能马上完成转换到状态3；状态4通过获得参数后运行命令但不能马上完成转换到状态3，状态4通过获得参数后运行命令并马上完成转换到状态8，状态4通过参数值不在规定范围内转换到状态6；状态3通过命令已运行结束转换到状态8；状态5和状态6均通过错误处理转换到状态7；状态8通过成功返回转换到状态1。

本发明的第二方面，一种多维激光切割设备的数控系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)其根据激光切割所需的维数，核心管理模块生成与维数相同的多个一一对应的命令解释模块和执行模块，并将用户应用程序命令以命令队列的方式分配到每个命令解释模块；

2)每个命令解释模块对应激光切割的一维，对自身所对应维的用户应用程序命令队列中的当前命令进行解释，并向与自身一一对应的执行模块持续发出与当前命令相应的执行指令；

3)每个执行模块根据自身一一对应的命令解释模块的执行指令，对外界设备进行该执行模块所对应维的相应操作。

本发明中，当多维激光切割设备的数控系统需要多维联动时，核心管理器在需要联动的维所对应的至少两个命令解释模块的命令队列中插入至少一个相同编号的同步命令，核心管理模块进一步生成管理上述同步命令的同步管理模块，同步管理模块在所有命令解释模块执行完相同编号的同步命令后，使所有命令解释模块同步执行各自命令列队中的后续命令，否则禁止先执行完相同编号同步命令的命令解释模块执行其命令队列中的后续命令。

本发明中，同步管理模块按如下方式进行操作：

1)第一个执行完相同编号同步命令的命令解释模块将同步管理模块中的同步计数器置0，每个命令解释模块执行完相同编号的同步命令后将同步计数器加1，执行完相同编号同步命令的命令解释模块进入同步点；

2)每次定时中断服务例程的最后，检查同步计数器的计数值是否到达门限，若未达到门限，将已进入同步点的命令解释模块死锁于当前同步命令状态，并退出中断；

3)当同步计数器的计数值到达门限，所有命令解释模块均到达同步点时，清零同步计数器，所有命令解释模块同步执行各自命令列队中的后续命令。

本发明中，为了避免由于数据量十分庞大，频繁的数据交换导致降低系统的运行效率，用户应用程序命令以命令队列的方式分配到每个命令解释模块的过程中，采用上下两层FIFO缓冲区，用户应用程序把生成的命令和参数送到尺寸较大的上层FIFO缓冲区内，通过另一个辅助线程把缓冲区内的内容送到下层FIFO缓冲区，命令解释模块从下层FIFO缓冲区读取当前命令。

本发明中，为保证命令解释模块有效安全地工作，它使得解释模块可以在不同的状态之间进行转移，并根据状态的不同进行不同的操作，命令解释模块采用有限状态机。

所述有限状态机，包含8个基本状态，状态1为等待命令，状态2为等待运行，状态3为正在运行，状态4为等待参数，状态5为命令码有误，等待处理，状态6为参数非法，等待处理，状态7为命令解释模块暂停使用，状态8为命令运行成功，8个基本状态通过如下条件或者处理进行转换：状态1通过得到命令转换到状态2；状态2通过命令需参数转换到状态4，状态2通过在命令射映表中找不到该命令码转换到状态5，状态2通过命令无需参数，执行命令并马上完成转换到状态8，状态2通过命令无需参数，执行命令但不能马上完成转换到状态3；状态4通过获得参数后运行命令但不能马上完成转换到状态3，状态4通过获得参数后运行命令并马上完成转换到状态8，状态4通过参数值不在规定范围内转换到状态6；状态3通过命令已运行结束转换到状态8；状态5和状态6均通过错误处理转换到状态7；状态8通过成功返回转换到状态1。

本发明的多维激光切割设备的数控系统及控制方法，抛弃了传统的面向应用开发数控系统的方法，采用了模块化开发方式，通过对大量激光切割设备基本功能的分析，将整套系统功能拆散为简单、独立的操作单元，再把这些操作单元分配到所有的操作部件，使数控软件具备可装配性。用户需要进行某种控制逻辑时，把这些操作部件装配起来，完成相应控制逻辑，之后又相互分散。

引入了分层结构思想，在核心控制层和物理设备驱动层之间建立一个虚拟的设备控制层，该虚拟层针对逻辑设备进行编程，只关心设备的功能，而不关心设备的电气特性等具体事项。这样做的好处是，当数控系统从一个硬件平台移植到另一个平台时，只要修改物理驱动层，而无需变动控制核心，大大降低了开发时间和成本。

采用了同步管理控制方法，可实现任意几个轴之间同步，和建立任意多个同步序列，且可动态建立、动态释放；当几个轴之间需同步时，通过给每个轴发送同步命令的方式让这几个轴自行同步管理，而无需由工艺规划软件来进行同步控制，规划软件可继续处理后面切割任务，提高了规划软件的工作效率。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明多维激光切割设备的数控系统的结构图。

图2为本发明命令解释模块的工作流程图。

图3为本发明同步管理模块的工作流程图。

图4为本发明命令解释模块有限状态机的状态转换图。

具体实施方式

为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

本发明的主旨在于提供一种通用性较强基于多维激光切割设备的数控系统及其控制方法，一方面可适应不同的激光切割工艺要求；另一方面对于相同的激光切割工艺，当设备底层硬件配置变化时，数控系统只要修改其硬件配置参数就可以重新工作，无需对系统结构和内部运行逻辑作任何修改。

参见图1，本发明的多维激光切割设备的数控系统，包括核心管理模块、命令解释模块和执行模块三个基本组成部分，核心管理模块是整个数控系统的核心，核心管理模块接受用户应用程序命令和输出显示当前设备的加工状态，管理数控系统的其他模块，并进行故障处理等操作。

命令解释模块和执行模块均是由核心管理模块生成的，命令解释模块和执行模块一一对应，一组命令解释模块和执行模块对应激光切割的一维，这样生成的命令解释模块和执行模块的数量与激光切割所需的维数是相同的。这里需要指出的是，激光切割的维数除了常见的XYZ三轴外，还包括诸如旋转轴(C轴)、送料轴等，激光切割中将上述XYZ三轴以及其他轴分别定义为一维。那么，在激光切割所需的维数发生变化时，只需要调整核心管理模块生成的命令解释模块和执行模块的数量即可，体现了本发明数控系统根据激光切割所需维数的可装配性。

参见图2，本发明中命令解释模块负责解释用户应用程序的命令，用户的应用程序命令包括XYZ轴的移动信息以及激光开关、送料、收料、加热、吹气等，用户应用程序的命令是通过核心管理模块(图2中未示意)以命令队列的方式分配到每个命令解释模块，核心管理模块在进行命令分配时会按照命令解释模块所对应的维进行分配，这样，用户在应用程序端无需事先将激光切割每一维所对应的命令进行分配，核心管理模块会在后续过程中进行分配。

多维激光切割设备的数控系统通常会涉及到插补运算，而插补周期的时间相当短一般只有ms，核心管理模块无法在这么短的时间内把用户应用程序命令分配到命令解释模块，因此必须对数据进行缓冲，保证驱动程序中有一定的数据裕量，同时使应用程序能够在插补周期之内把数据送下来。

这样，为了避免由于数据量十分庞大，频繁的数据交换导致降低系统的运行效率，用户应用程序命令以命令队列的方式分配到每个命令解释模块的过程中，采用上下两层FIFO缓冲区，用户应用程序把生成的命令和参数送到尺寸较大的上层FIFO缓冲区内，通过另一个辅助线程把缓冲区内的内容送到下层FIFO缓冲区，命令解释模块从下层FIFO缓冲区读取当前命令。

为了增加每次数据交换的吞吐量，减少因上下通信而浪费的CPU资源，辅助线程要等到下层缓冲区的可用空间达到一定长度x时，才向下层送一次数据。驱动程序中给FIFO的内存空间是非分页的，非分页空间是系统十分宝贵的资源，因此FIFO的空间长度不能太大，只要够用就可以。假定FIFO的长度为N，又假定每个指令的最短执行时间为M，那么只要应用程序中向下送数据的线程能够在时间(N-x)M/(1000K)内被执行一次(K表示平均执行一条指令需耗费的FIFO数据长度)，就可以完全保证驱动程序中指令的连续性。Windows NT下给线程分配的时间片长度虽然随处理器及线程的不同而不同，但大概在20～30ms之间。考虑到Windows NT操作系统中运行的线程的情况，取FIFO数据空间长度为2Kbytes，实验证明系统运行具有良好的连续性。

每个命令解释模块从各自下层FIFO缓冲区读取用户应用程序命令列队中的当前命令并对当前命令进行解释，比较简单的处理方式是采用命令映射表，命令解释模块完成对当前命令的解释后，向与自身一一对应的执行模块发出与当前命令相应的执行指令，由于命令解释模块从核心管理模块分配的用户应用程序命令是持续的，其向执行模块发出的执行指令也是持续的。

每个执行模块根据自身一一对应的命令解释模块的执行指令，对外界设备进行该执行模块所对应维的相应操作，这些操作包括预置运行、预置加减速运行、手动运行、原点运行、停止、复位等基本动作，也包括微分插补移动、目标点移动、规定长度移动、回原点等延时动作，必要时执行模块还要反馈外界设备的状态。

在多维激光切割设备的数控系统中，向外界设备的大部分的执行动作都有许多共同的特点，因此采用面向对象的方式，对所有的执行动作进行概括抽象，从而形成一个个底层的通用的命令解释模块类，这些命令解释模块所能解释的命令就是对外界设备的操作方式。从横向来看，不管有多少执行动作，我们都可以为它们定义一个命令解释模块对象；从纵向来看，可以派生新的命令解释模块，来实现某些部件的个性化。这种设计方法既简化程序编写，又增强了程序的可扩展性。

从图2中可以看出，所有的命令解释模块都是并行的，且相互独立运作。核心管理模块按控制逻辑把一组操作进行拆分，单独地将用户应用程序命令分配到每个命令解释模块相应的FIFO缓冲区中，每个命令解释模块再从自己的FIFO缓冲区中获取命令，来完成某一步操作，最终使得这一组操作在数控系统中得以组装，实现用户要求的控制逻辑。同时，命令解释模块只与执行模块接口打交道，因此即使外界硬件发生变化，也只要修改执行模块内部的实现方式，而它提供给命令解释模块的接口无需改变，因此也无需修改命令解释模块。这样就保证了整个数控系统具有相当高的设备无关性。

参见图3，为了保证命令解释模块有效安全地工作，采用了有限状态机，它使得命令解释模块可以在不同的状态之间进行转移，并根据状态的不同进行不同的操作。

本发明中，有限状态机定义的了8个基本状态，图3中数字代表基本状态，分别是：

1-等待命令；2-等待运行；3-正在运行；4-等待参数；5-命令码有误，等待处理；6-参数非法，等待处理；7-命令解释模块暂停使用；8-命令运行成功。

英文字母代表条件或某种处理，分别是：

A-得到命令；B-命令需参数；C-在命令射映表中找不到该命令码；D-命令无需参数，执行命令并马上完成；E-命令无需参数，执行命令但不能马上完成；F-获得参数后运行命令但不能马上完成；G-获得参数后运行命令并马上完成；H-参数值不在规定范围内；I-命令已运行结束；J-错误处理；K-成功返回。

这样，状态1通过得到命令转换到状态2；状态2通过命令需参数转换到状态4，状态2通过在命令射映表中找不到该命令码转换到状态5，状态2通过命令无需参数，执行命令并马上完成转换到状态8，状态2通过命令无需参数，执行命令但不能马上完成转换到状态3；状态4通过获得参数后运行命令但不能马上完成转换到状态3，状态4通过获得参数后运行命令并马上完成转换到状态8，状态4通过参数值不在规定范围内转换到状态6；状态3通过命令已运行结束转换到状态8；状态5和状态6均通过错误处理转换到状态7；状态8通过成功返回转换到状态1。

通常解释模块在解释一条命令后，该命令的执行有三种情况：立刻结束、在固定的时间内结束、等待反馈以确定结束。情况一，命令解释模块可以立即返回，提取FIFO缓冲区中的下一条命令；情况二，必须等待固定的时间，然后返回；情况三，等待，并不断查询反馈信号，如果反馈信号有效则立即返回。这样，命令解释模块之有限状态机必须包含等待命令、等待运行、等待参数、正在运行、命令运行成功这五个基本状态。以X轴对应之命令解释模块为例，若用户命令为停止前进，则命令的执行属于情况一，命令解释模块无需进入正在运行状态，可直接从等待运行状态转到命令运行成功状态；若用户命令为按1m/s速度前进10ms，则命令的执行属于情况二，需等10ms后，命令解释模块从正在运行转入命令运行成功状态；若用户命令为回零点位置，则命令的执行属于情况三，必须等反馈到零点位置传感器信号，命令解释模块才能从正在运行转入命令运行成功状态；另外，考虑到数控系统的开放性，必须允许用户根据加工工艺不同，自行组织命令，这样势必存在用户将错误命令码及参数发给数控系统的可能性，这就要求命令解释模块需要有异常管理能力。因此，命令解释模块需扩展出三个状态，命令有误等待处理、参数有误等待处理、命令解释模块暂停使用，以应对用户发送错误命令或参数的情形。有限状态机使得命令解释模块时刻知道自己当前所处的状态，并且知道下一步该做什么。

对于多维激光切割设备的数控系统，经常会需要多维进行联动，即需要在常规的XYZ三轴以及(其他维内容)之间的某一步操作进行同步。再参见图2，本发明通过采用同步管理模块的方式来实现，当需要多维进行联动时，核心管理器在需要联动的维所对应的命令解释模块的命令队列中插入同样编号的同步命令，核心管理模块进一步生成管理上述同步命令的同步管理模块。同步管理模块在所有命令解释模块执行完相同编号的同步命令后，使所有命令解释模块同步执行各自命令列队中的后续命令，否则禁止先执行完相同编号同步命令的命令解释模块执行其命令队列中的后续命令。

例如，当仅需要在X轴和Z轴进行联动时，只需要在X轴和Z轴各自对应的命令解释模块的命令队列中插入相同编号的同步命令，X轴和Z轴各自对应的命令解释模块的命令队列中，相同编号的同步命令后续的命令即需要进行同步的命令，只有当X轴和Z轴各自对应的命令解释模块均执行完相同编号的同步命令后，同步管理模块才允许X轴和Z轴各自对应的命令解释模块同步执行其命令队列中的后续命令，否则将禁止先执行完相同编号同步命令的命令解释模块执行其命令队列中的后续命令。需要同步的命令通过X轴和Z轴各自对应执行模块对外部设备进行操作即实现了数控系统的多维联动。

需要指出的是，对于需要联动的维，其可能需要进行多次同步操作，那么需要在这些维各自对应的命令解释模块的命令队列中插入多组相同编号的同步命令；同时，除了上述举例说明的X轴和Z轴之间进行联动外，其他各维之间也可能存在需要联动的情况，那么就需要通过核心管理模块生成多个不同的同步管理模块来实现。通过上述说明，本领域技术人员应当知晓相应的原理和实施过程，此处不再累述。这样，本发明多维激光切割设备的数控系统可以实现任意多序列同步，对于激光切割设备来说，即实现了多序列多轴联动。

再参见图2和图4，本实施例中对同步管理模块的工作方式采用了一种较优的实施方式，多个命令解释模块中第一个执行完相同编号同步命令的命令解释模块将同步管理模块中的同步计数器置0同时对同步计数器加1，其他命令解释模块执行完相同编号的同步命令也将同步计数器加1，即每个命令解释模块执行完相同编号同步命令后都对同步计数器加1，执行完相同编号同步命令的命令解释模块进入同步点。每次定时中断服务例程的最后，检查同步计数器的计数值是否到达门限，通常可采用1ms的定时中断，门限值则等于需要联动的维数，若未达到门限，将已进入同步点的命令解释模块死锁于当前同步命令状态，并退出中断。当同步计数器的计数值到达门限，所有命令解释模块均到达同步点时，清零同步计数器，所有命令解释模块同步执行各自命令列队中的后续命令，进而将执行指令发送到各自对应的执行模块，通过执行模块对外部设备进行操作。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.多维激光切割设备的数控系统，其特征在于，包括：

核心管理模块，其根据激光切割所需的维数，生成与维数相同的多个一一对应的命令解释模块和执行模块，并将用户应用程序命令以命令队列的方式分配到每个命令解释模块；

命令解释模块，每个命令解释模块对应激光切割的一维，对自身所对应维的用户应用程序命令队列中的当前命令进行解释，并向与自身一一对应的执行模块持续发出与当前命令相应的执行指令；

执行模块，每个执行模块根据自身一一对应的命令解释模块的执行指令，对外界设备进行该执行模块所对应维的相应操作；

当多维激光切割设备的数控系统需要多维联动时，核心管理器在需要联动的维所对应的至少两个命令解释模块的命令队列中插入至少一个相同编号的同步命令，核心管理模块进一步生成管理上述同步命令的同步管理模块，同步管理模块在所有命令解释模块执行完相同编号的同步命令后，使所有命令解释模块同步执行各自命令列队中的后续命令，否则禁止先执行完相同编号同步命令的命令解释模块执行其命令队列中的后续命令。

2.根据权利要求1所述的多维激光切割设备的数控系统，其特征在于：所述同步管理模块至少为两个。

3.根据权利要求1所述的多维激光切割设备的数控系统，其特征在于：用户应用程序命令以命令队列的方式分配到每个命令解释模块的过程中，采用上下两层FIFO缓冲区，用户应用程序把生成的命令和参数送到尺寸较大的上层FIFO缓冲区内，通过另一个辅助线程把缓冲区内的内容送到下层FIFO缓冲区，命令解释模块从下层FIFO缓冲区读取当前命令。

4.根据权利要求1所述的多维激光切割设备的数控系统，其特征在于：命令解释模块采用有限状态机，所述有限状态机，包含8个基本状态，状态1为等待命令，状态2为等待运行，状态3为正在运行，状态4为等待参数，状态5为命令码有误，等待处理，状态6为参数非法，等待处理，状态7为命令解释模块暂停使用，状态8为命令运行成功，8个基本状态通过如下条件或者处理进行转换：状态1通过得到命令转换到状态2；状态2通过命令需参数转换到状态4，状态2通过在命令射映表中找不到该命令码转换到状态5，状态2通过命令无需参数，执行命令并马上完成转换到状态8，状态2通过命令无需参数，执行命令但不能马上完成转换到状态3；状态4通过获得参数后运行命令但不能马上完成转换到状态3，状态4通过获得参数后运行命令并马上完成转换到状态8，状态4通过参数值不在规定范围内转换到状态6；状态3通过命令已运行结束转换到状态8；状态5和状态6均通过错误处理转换到状态7；状态8通过成功返回转换到状态1。

5.多维激光切割设备的数控系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)其根据激光切割所需的维数，核心管理模块生成与维数相同的多个一一对应的命令解释模块和执行模块，并将用户应用程序命令以命令队列的方式分配到每个命令解释模块；

2)每个命令解释模块对应激光切割的一维，对自身所对应维的用户应用程序命令队列中的当前命令进行解释，并向与自身一一对应的执行模块持续发出与当前命令相应的执行指令；

3)每个执行模块根据自身一一对应的命令解释模块的执行指令，对外界设备进行该执行模块所对应维的相应操作；

当多维激光切割设备的数控系统需要多维联动时，核心管理器在需要联动的维所对应的至少两个命令解释模块的命令队列中插入至少一个相同编号的同步命令，核心管理模块进一步生成管理上述同步命令的同步管理模块，同步管理模块在所有命令解释模块执行完相同编号的同步命令后，使所有命令解释模块同步执行各自命令列队中的后续命令，否则禁止先执行完相同编号同步命令的命令解释模块执行其命令队列中的后续命令。

6.根据权利要求5所述的多维激光切割设备的数控系统的控制方法，其特征在于：同步管理模块按如下方式进行操作：

1)第一个执行完相同编号同步命令的命令解释模块将同步管理模块中的同步计数器置0，每个命令解释模块执行完相同编号的同步命令后将同步计数器加1，执行完相同编号同步命令的命令解释模块进入同步点；

2)每次定时中断服务例程的最后，检查同步计数器的计数值是否到达门限，若未达到门限，将已进入同步点的命令解释模块死锁于当前同步命令状态，并退出中断；

3)当同步计数器的计数值到达门限，所有命令解释模块均到达同步点时，清零同步计数器，所有命令解释模块同步执行各自命令列队中的后续命令。

7.根据权利要求5所述的多维激光切割设备的数控系统的控制方法，其特征在于：用户应用程序命令以命令队列的方式分配到每个命令解释模块的过程中，采用上下两层FIFO缓冲区，用户应用程序把生成的命令和参数送到尺寸较大的上层FIFO缓冲区内，通过另一个辅助线程把缓冲区内的内容送到下层FIFO缓冲区。

8.根据权利要求5所述的多维激光切割设备的数控系统的控制方法，其特征在于：命令解释模块采用有限状态机，所述有限状态机，包含8个基本状态，状态1为等待命令，状态2为等待运行，状态3为正在运行，状态4为等待参数，状态5为命令码有误，等待处理，状态6为参数非法，等待处理，状态7为命令解释模块暂停使用，状态8为命令运行成功，8个基本状态通过如下条件或者处理进行转换：状态1通过得到命令转换到状态2；状态2通过命令需参数转换到状态4，状态2通过在命令射映表中找不到该命令码转换到状态5，状态2通过命令无需参数，执行命令并马上完成转换到状态8，状态2通过命令无需参数，执行命令但不能马上完成转换到状态3；状态4通过获得参数后运行命令但不能马上完成转换到状态3，状态4通过获得参数后运行命令并马上完成转换到状态8，状态4通过参数值不在规定范围内转换到状态6；状态3通过命令已运行结束转换到状态8；状态5和状态6均通过错误处理转换到状态7；状态8通过成功返回转换到状态1。

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