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技術文章

基于組件技術的虛擬數(shù)控系統(tǒng)組件的設計與實現(xiàn)

閱讀:245          發(fā)布時間:2022-7-2
隨著計算機語言從過程型語言發(fā)展到面向對象的語言,已在一定層次上實現(xiàn)了軟件的可重用性-而OLE/COM /DCOM/ActiveX概念的提出和普及,才使計算機語言實現(xiàn)了真正意義下的基于二進制標準的代碼重用-因此,采用OPC(OLEforprocess基金項目:中國-新加坡“中新聯(lián)合研究計劃‘’、國家”網(wǎng)上合作研究中心“、國防預研基金項目(9918-1-3WW526);武漢市科委國際合作研究項目資助(997002065)module)/ActiveX組件技術進行開發(fā),是實現(xiàn)軟件系統(tǒng)開放互操作的基礎-數(shù)控系統(tǒng)的軟件組件,即通過對數(shù)控系統(tǒng)的功能劃分,建立類似集成電路芯片的數(shù)控系統(tǒng)軟件芯片庫-當建立新的數(shù)控系統(tǒng)時,只需從軟件芯片庫中提取相應的功能芯片加以組合即可-必要時可對軟件芯片庫加以擴充,而無需從頭開發(fā)整個系統(tǒng)-這樣便改變了目前數(shù)控系統(tǒng)的封閉式設計,大大提高整個系統(tǒng)的靈活性,很好地實現(xiàn)了數(shù)控系統(tǒng)開放性設計及資源重用,對數(shù)控系統(tǒng)的及時升級換代和對市場的及時響應,都具有很好的開發(fā)前景- 1虛擬CNC系統(tǒng)虛擬制造技術是在計算機中實現(xiàn)制造過程的一種行之有效的方法-虛擬CNC系統(tǒng)是虛擬制造系統(tǒng)的總體規(guī)劃,它由兩大子系統(tǒng)組成:虛擬數(shù)控系統(tǒng)和虛擬機床庫-虛擬機床庫主要由機床零部件庫夾具庫、工件庫機床附件庫和材料庫組成-虛擬數(shù)控系統(tǒng)由六個功能模塊組成,分別為可定制的控制面板組件顯示管理組件數(shù)控代碼解釋組件、預處理組件、插補組件、軟PLC組件- a可定制的控制面板組件-用軟件把數(shù)控系統(tǒng)的硬件面板虛擬化,生成各種虛擬按鈕、開關虛擬圖形顯示區(qū)等逼真的圖形組件,并有標準接口,可以根據(jù)要求定制- b.數(shù)控代碼解釋組件-對零件圖生成的數(shù)控代碼進行語法檢查,并解釋譯碼,為預處理組件提供正確的中間代碼- c-預處理組件-完成插補前的預處理任務,如英制轉換坐標轉換刀具補償及系統(tǒng)模態(tài)值的處理-d-插補組件-負責加減速控制插補、終點判別等工作,包括直線圓弧和螺旋線的插補以及對橢圓、拋物線、正弦線和一些專用線的插補等工作,計算出各軸的位置信息。
 
  顯示管理組件。其內部封裝的任務有零件程序、參數(shù)、刀具位置機床狀態(tài)、刀具加工軌跡的靜態(tài)、動態(tài)圖形以及在線編程時的圖形顯示。
 
  軟PLC組件。由其完成本系統(tǒng)的邏輯運算處理和順序控制流程。
 
  2數(shù)控(NC)代碼解釋組件運用COM技術和OPC規(guī)范,用戶可根據(jù)所用數(shù)控系統(tǒng)的實際情況,交互地建立一個數(shù)控系統(tǒng)的代碼對應庫。由該NC代碼解釋組件可實現(xiàn)NC代碼的翻譯,用于指揮加工器的動作和狀態(tài)。
 
  NC代碼解釋組件的主要工作是檢錯和翻譯。
 
  檢錯,即按照數(shù)控系統(tǒng)編程規(guī)定和有關數(shù)控加工的常識,對NC代碼進行語法分析、詞法分析、語義分析,從而檢查出NC代碼的詞法錯誤、語法錯誤、邏輯錯誤。數(shù)控代碼解釋組件工作原理圖如所示。
 
  其中,詞法分析的主要任務是從左到右逐個字符對程序進行掃描,從輸入的數(shù)控代碼字符串中識別一個個具有獨立意義的*小語法單位。語法分析的主要任務是根據(jù)語法規(guī)則進行數(shù)控代碼分析,來確定整個輸入代碼段在語法上是否構成完整正確的指令代碼段。語義分析是解釋器中具體實現(xiàn)各類數(shù)控代碼指令的操作和執(zhí)行的部分,它根據(jù)不同的要求,將從語法分析中得出的中間代碼,轉換為相應的數(shù)據(jù)狀態(tài)信號和控制信號,送給插補組件,或者由軟件模擬機床運動來完成加工運動軌跡仿真。
 
  通過對現(xiàn)有數(shù)控車銑床各種指令代碼進行收集歸納總結,結合數(shù)控系統(tǒng)的實際情況與要求,則在NC代碼解釋組件需要處理的數(shù)據(jù)有:G代碼功能S指令(S0-S9999)刀具功能T指令(T0000 -T3232)輔助功能M指令(MOO-M99)及其它特殊指令(這可以通過添加特殊功能解釋組件來實現(xiàn))。而在編制NC代碼解釋組件時,用到的有關數(shù)據(jù)結構如下:區(qū)程序調用時備份模態(tài)值/坐標系旋轉用的緩沖區(qū)structscaled" /礦放用的緩沖區(qū)結構構結構頭在該組件的編制過程中,利用C+ +面向對象和類庫編程的特點開發(fā)了一個數(shù)控語言編譯系統(tǒng),采用COM技術,使用OPC技術規(guī)范,來解決內存占用和系統(tǒng)重組等問題,并可對系統(tǒng)進行封裝。同時,采用解釋控制方法實現(xiàn)加工過程控制,即在零件代碼譯碼檢查后就啟動系統(tǒng),邊解釋邊執(zhí)行。在加工過程中,解釋程序可預解釋下一條程序。該方法可滿足封裝性及外部低耦合的要求。
 
  3組件接口的設計與實現(xiàn)3.1COM接口ID的生成COM接口和對象用全局**標識符128位數(shù)字)來標識。GUID用于標識兩種類型的項目:接口標識符D(interfacidentifier)和類標識符CLASID(ClassID)。運用VisualC++編譯器包含的GUIDGEN.EXE,就可以在安裝了網(wǎng)絡接口卡的計算機上獲得一個****的GUID(類以如5254AB20A6D9)。若沒有安裝網(wǎng)絡接口卡,則用戶得到的是一個合成的偽隨機GUID. 3.2創(chuàng)建對象8)><函數(shù)是替代匚++構造函數(shù)的更強有力的工具,利用CoGetClassObect函數(shù),可以在獲得對象的同時,加上所選擇的接口,并且用這個接口為這個對象獲取其它的接口。CoGetClas-sObect原型如下:數(shù)是指向類對象示例所在地機器指針。類型REF-CLSID和REFID是對128位GUIDS(globallyu-niqueindentifiersforCOMclassesandinterfaces,COM類和接口的全局**的標識符)的引用。STDAPI表示函數(shù)將返回類型為HRESULT的32位有效值。標準的GUID是定義在能夠動態(tài)鏈接到程序的Windows函數(shù)庫中的。而用于用戶定做的類和接口的GUID必須按特定的格式定義。當用戶調用CoGetClassObect時,COM加入進來,它在Windows注冊表中搜尋組件的**的128位類ID號碼,找到磁盤上相應的組件。實際上,當在WinNT或Win98/2000運行regedit,在其鍵值中隨便就可+中的ATLCOMAppWizard是創(chuàng)建COM項目*方便的方法。這樣可以向項目中添加對象或控件,然后可以向已有的對象或控件添加新接口。
 
  /COM+的一條核心原則是位置透明(locationtranspanrency),所以它不能夠判斷客戶程序是進程間、本地還是遠程的組件,這個問題由IclassFactory來解決。,它是由COM/COM+對象實現(xiàn)的接口。用來生成其它的COM對象。它有兩個方法:CreateInstance和LockServer.其中Lock-Server方法防止對象卸載出錯。
 
  3.4部分程序實例4結束語利用組件的二進制兼容性、平臺的獨立性和網(wǎng)絡的透明性,可以設計分布式、不同語言兼容的虛擬數(shù)控系統(tǒng)軟件,為虛擬數(shù)控系統(tǒng)的軟件開發(fā),增添組件,更新組件提供了方便。本文在提出虛擬數(shù)控機床系統(tǒng)組件化的思路,對系統(tǒng)進行了比較完整的分析,并在對COM組件技術進行介紹的基礎上,對組件接口技術進行了研究。在實際開發(fā)工作中,已經(jīng)初步面向敏捷制造的產品數(shù)據(jù)管理框架研究薛善良,葉文華,王寧生(南京航空航天大學CIMS工程研究中心,江蘇南京210016)捷制造,分析面向敏捷制造的PDM功能需求,構建面向敏捷制造的PDM集成框架,并詳細介紹面向敏捷制造PDM框架的功能模型和信息模型。
 
  0引言收穡日期:2001-隨著網(wǎng)絡技術、數(shù)據(jù)庫技術等信息技術的發(fā)展以及Client/ServerBrowser/Server體系結構和0-0技術的應用,*近幾年PDM技術產生了突飛猛進的發(fā)展-其功能已突破當初單一產品圖檔管理的局限,幾乎滲透到與產品有關的全部信息和過程中,成了企業(yè)實現(xiàn)信息集成的*的環(huán)境平臺。
 
  國際上提出了許多面向21世紀的新的制造企業(yè)哲理和發(fā)展模式。敏捷制造因其強調企業(yè)的敏捷性而倍受人們的關注,必將成為21世紀制造企業(yè)的主要模式-新的制造企業(yè)哲理和發(fā)展模式的提出,使人們更加關注作為企業(yè)信息集成環(huán)境平臺的PDM研究- 1面向敏捷制造的PDM速響應市場的制造概念,它是圍繞著新的市場機遇通過建立動態(tài)聯(lián)盟來實現(xiàn)的-動態(tài)聯(lián)盟是指企業(yè)群體為了贏得某一機遇性市場競爭,把復雜產品迅速開發(fā)、生產出來并推向市場,他們從各自公司中選出開發(fā)生產新產品的優(yōu)勢部分,然后綜合成一個單一的經(jīng)營實體-敏捷制造和動態(tài)聯(lián)盟是跨機構、跨地區(qū)的企業(yè)組織方式,這就要求作為企業(yè)集成環(huán)境平臺的PDM突破單個企業(yè)范圍的限制,從以產品為核心開發(fā)出NC代碼解釋組件,并與其他研究人員所開發(fā)組件進行了鏈接,也體現(xiàn)出了組件化軟件的優(yōu)點-

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