基于Java数控仿真系统探究

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1、基于Java数控仿真系统探究【摘要】Java语言能在多种开发平台上开发各类应用软件。本文采用具有平台独立性的Java编程语言，以JavaApplet应用程序为载体，解决了仿真过程中的图像闪烁、声音载入等问题，实现了仿真过程的实时性动态仿真，完成了网络数控的二维加工仿真系统的开发。【关键词】网络数控；Java语言；逐点比较法插补；仿真网络数控系统(NetworkNumericalControl,NNC)是以通讯和资源共享为手段，以车间乃至企业内的制造设备的有机集成为目标，支持ISO-OSI网络互联规范的自主数控系统。:Tava

2、语言是一种跨平台的面向对象语言，它简单、可移植、与平台无关，具有很强的安全性，并可提供分布性、动态性的支持。同时，Java还有丰富的类库，使程序设计者可以很方便地建立自己的系统。为此，本文采用了具有平台独立性的Java语言，设计开发了网络数控加工仿真系统，对数控加工过程进行仿真。1Java简介Java平台由Java虚拟机(JavaVirtualMachine,简称JVM)和Java应用编程接口(ApplicationProgrammingInterface,简称API)构成。Java应用编程接口为Java应用提供了一个独立于

3、操作系统的标准接口，可分为基本部分和扩展部分。在硬件或操作系统平台上安装一个Java平台之后，Java应用程序就可运行。现在Java平台已经嵌入了几乎所有的操作系统。这样Java程序可以只编译一次，就可以在各种系统中运行。2Java五大特点(1)灵活简单。Java没有太高的语法和编程技术上的要求，且Java语言在集成功能程序方面也有着其他编程语言不可比拟的优势，因此常常被作为WEB开发的首选。(2)Java具有面向对象编程语言的四种基本特征：封装性、多态性、继承性和动态联编。(3)更好的可靠性和网络安全性。Java语言可以利

4、用自带的机制，阻止其他恶意程序代码的攻击，并利用自带的安全预防机制对网络下载的包、类进行分析得以实现程序的运行。(4)Java语言可并行操作。在Java的操作环境下,Thread类和Runnable接口的对象通过独特的编写方式和相关的类库等程序操作来创建一种特别的对象一一线程。基于这样的编写方式和操作流程，Java语言具有更高的效率，能够多线程一同或者并行工作且互不影响。(5)动态性。Java语言不仅可以在不影响操作程序的前提下，通过动态的编辑操作将类和包调入到运行的系统环境当中，还可以实时的对包和类进行调用和下载。3开发平

5、台(1)操作系统。系统选WindowsXP为软件开发和运行的操作系统，但采用Java语言开发，具有平台独立性，可以在任一操作系统下运行。(2)开发工具。系统采用Borland公司开发的集成开发工具Jbuilder9.0,该工具支持可视化编程和面向对象技术。客户通过builder的相关操作，可以得到所需的数据库表的Java类；实现各种各样电子商务平台的开发；结合运用Java语言开发动态WEB,实现图形模式窗口和线程并行操作。4关键技术的实现4.1仿真实时性的实现仿真实时性要求仿真系统的运行满足一定的时间约束条件，使控制仿真时间

6、与机器时间满足规定的约束关系。为了实现加工过程的仿真实时性，系统采用了多线程技术。多线程的支持是Java的一大特点，利用它实现了多个任务的并发执行，提高了插补的运算速度，有效地控制仿真时间，解决了加工过程仿真的实时性问题。4.2动态仿真的实现动画制作中最常用的是载入多幅图像，按一定顺序依次显示，形成动画。本文采用Java语言自行绘制图形实现动画。(1)调用sleep()方法为了使连续显示的图像之间的时间间隔保持稳定，调用sleep()方法实现延迟。在方法中，可以设置延迟的时间。(2)解决动画演示的过程中的闪烁问题动画演示的过

7、程，就是屏幕不断刷新的过程，但会产生令人烦恼的闪烁问题。为了解决闪烁问题，本文采用的方法是在动画显示过程中，首先定义构成动画的图像大小相同、位置相同，然后利用缺省的paint模式，使得图像连续显示过程中，后面的图像完全覆盖前面的图像，从而不必要清屏，最后通过删除update()方法中的清屏语句,消除了动画闪烁。5数控插补(Interpolation)所谓插补(Interpolation)就是根据给定进给速度和给定轮廓线性的要求，在轮廓的已知点之间，确定一些中间点的算法。本系统采用逐点比较法进行数控插补。4.1逐点比较法直线插

8、补(1)偏差函数的构造。第一象限的直线插补原理图如图1所示，编程时给出要加工直线的起点和终点，若以直线的起点为原点，则终点坐标为E(Xe,Ye),点P(Xi,Yi)表示刀具的位置。若点P恰好在直线上，则下式成立Yi/Xi=Ye/Xe,即XiYe-YiXe=0若点P恰好在直线上方，则Yi/X