数控机床仿真教学软件的设计与实现.pdf

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1、数控机床仿真教学软件的设计与实现口王吉林上海电机学院数控实习教学部上海200093摘要：介绍了基于VC++和OpenGL技术的数控仿真教学系统的设计与实现．研究并阐述了数控仿真软件的系统需求、数控仿真软件的代码编译及数据计算、加工过程仿真的设计与实现。关键词：数控仿真系统代码编译数据计算中图分类号：TP391．6文献标识码：B文章编号：1000—4998(2011)06—0013—03的有用信息。系统对NC程序进行第一次扫描即检查1数控仿真软件的总体设计错误，并提出警告信息等。如果不存在语法错误，则进1．14h-真软件总体结构体系行第二次扫描即译码与数据处理工作。数控加工

2、仿真是为数控编程和操作人员提供可靠译码一般分为4个步骤：程序装入、语法检查、解直观地观察、编辑和分析NC代码的手段．它提供完整释和刀具补偿。第一次扫描则执行程序装入和语法检的工作环境。一套数控仿真系统应满足以下几点：1)查两个步骤．第二次扫描则执行程序装入和解释及刀与真实数控机床运动完全相同的仿真功能；2)结构上补这三个步骤。4个步骤又称译码进程的4个子过程，与实际机床具有一定的可比性、可重用性和可重组性：通过Windows进行消息传递。系统程序调用译码进程，3)仿真系统应有先进的算法、最佳的运行效果和最强首先对多个程序段进行泽码，并将结果存入缓冲区中，大的软件功能等，以

3、满足用户需求。图1所示为数控系并置相应的标志BUFLAG=1，然后依次进行数据处理，统功能模块框图。其标志BUFLAG=2，进行数据处理的数据取自译码结该系统操作时，先选择加工的程序代码，程序代码可编辑或由外部读入，然后定义毛坯，在手动操作方式下，改变主轴和进给速度，调节工作台进行对刀，选择不同方式进行二维模拟或三维仿真。该系统用G代码来驱动机床的运动。1．2各主要模块的设计分析1)NC代码编译，NC代码翻译器接收外来的NC程序，控制虚拟机床的动作和状态。参照数控机床加工程序的实际执行过程，设计了图2所示的NC代码编译器功能结构框图。2)几何建模，对于简单三维实体建模，可

4、利用OpenGL提供的三维建模功能：对于较复杂的．可用AutoCAD2005、3DMAX、SolidWorks等建模工具来实现。然后通过接口程序实现在OpenGL中读取dxf文件格式的图形文件。图3为建模分类与方法。3)加工过程仿真模块，数控加工仿真过程，包括刀具、工件等运动轨迹和切削仿真等。模块一般分为二维轨迹模拟和三维实体加工仿真。·2主要功能模块的实现2．1NC代码编译1)数控仿真软件NC代码编译，仿真过程由NC程序驱动，故先要对NC程序进行分析和解释，提取所需收稿日期：2011年3月机械制造49卷第562期2011／6画果缓冲区。在零件轮廓段的起点和终点之间计算出

5、若干在允差范围插补程序启动内的中间点的坐标值。这是数控的核心任务，而数控的后，一旦检测其它任务大多是围绕着它进行的。到BUFLAG=2．2．1直线插补部分源代码2．即表明有准voiddrawlinecabu(intstep)／／关键的直线插补函数备好的数据，{则取出相应缓intXe=600，Ye=450；冲区的信息，floatFm，Xm100，Ym120；用于控制机床setcolor(RED)；运动。。(Xm,Ym)；2)译码解hil。(Xm<=Xe&&Ym<=Ye)释程序，解Frm=(L”Im一—1l2OU)J(lxAe一—1Jouou)J一—(lxAm一—1Jouou

6、)J(lYIe一—1l20U)J；：释一编译方i．tf【Fm>)：=0U)J式，编译程序X：x+tD：第一次扫描零。1。件加工程序Ym：Ym+st㈣时，主要进行linero(Xm,Ym)；程序格式分析gotoxy(55，8)；printf(”X％3．OfYOZ％3．Of'’，xm一100，以及主词法分Ym一120)；析．并进行简delay(1100)；单的词义考}察．但不处理⋯2．2．2圆弧插补部分源代码有关数据，若没有语法格式错误，则进行第二次扫描，voiddrawcabu即译码与数据处理工作。图4是对一个程序段(block)__circle(intsstep，intD

7、irectory)／／关键的圆插补函数{解释、编译的流程图。首先是读入一个程序段，然后根intflag=0；据数控程序中对“字”的语法规则进行处理．把每个字floatFm，Xm，Ym；分别放入各自的存储单元。在拆分过程中进行语法检Xm=x0+150；Ym=y0；查。如果发现语法错误，就退出解释、编译过程。moveto(Xm，Ym)；以下为实现图4流程的程序：setc0l0r(RED)；，／读人一个程序段(block)，进行分析、取得各个字，放入while(1)／／分象限，顺圆和逆圆讨论Currentblock。_{／／在分析过