【摘 要】
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计算机数控(CNC)是现代装备制造业的核心,一直受到各个国家的高度重视,而开放式数控作为计算机数控的主要发展方向,更是国内外研究的重点和热点。数控软件系统是数控系统的重
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计算机数控(CNC)是现代装备制造业的核心,一直受到各个国家的高度重视,而开放式数控作为计算机数控的主要发展方向,更是国内外研究的重点和热点。数控软件系统是数控系统的重要组成部分,本文针对Windows CE平台下的开放式数控车床软件系统进行研究。
本文采用“嵌入式计算机+DSP运动控制器”的架构形式,针对数控车床软件系统的关键技术进行了深入的研究。
在分析了数控车床的特性和现有几种典型系统的基础上,确定了一种适用于数控车床系统的软件体系结构和功能模块划分,对系统的数据流向和控制过程进行详细研究。
利用有限状态机(FSM)进行CNC代码解析模块的设计,其中包括了词法分析模块和语法分析模块。基于有限状态机的数控系统软件开发,一方面规范了系统的行为和控制流程,缩短了系统的开发周期,增加了系统的可靠性；另一方面,构造的FSM驱动器把软件单元的功能定义和控制逻辑分离,提高了系统的柔性。
阐述了刀具长度以及半径补偿的原理,在此基础上,采用平面解析方法建立刀具半径补偿的数学模型,并实现了数控车床的刀补算法。
利用计算机图形技术和操作系统定时器功能,实现了二维车削轨迹实时仿真功能。基于OpenGL技术,采用三角片离散方法建立了零件的三维模型,提出了基于形状特征识别的三维仿真算法,实现了三维零件离线仿真。
实验结果表明,所开发的系统在代码编译、刀具补偿和仿真方面都能满足要求,而且各模块相互独立,符合开放式数控系统的要求。
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