Windows系统下数控软件设计及开放式数控系统研究

摘要

数控机床在国民经济的发展中起到很重要的作用。基于IPC的PCNC和开放式数控系统是现在数控系统的一个重要发展方向。研究高精度、通用的、基于IPC并具有开放式性的数控系统对促进我国制造业的发展，从而带动其它制造行业的发展有着很重要的意义。 论文结合Windows操作系统的特性、虚拟设备驱动程序以及数控系统软件的特点，分析了在Windows9X环境下开发数控软件和实现开放式数控系统的几个重要问题：数控系统软件结构、高精度的定时器在Windows9X操作系统下的选取与考核、虚拟设备驱动程序在数控系统软件中的应用以及基于COM组件的开放式数控软件实施方案。文中针对虚拟设备驱动程序不能应用浮点数的特点和以高性能数控系统设计为目标，改进了数值增量插补算法，提出了一种新的加减速算法。作者应用VisualC++6.0集成开发环境，开发出Windows9X环境下的数控系统软件，验证了上面的这些问题解决方案的正确性和合理性。 论文还分析了开放式数控系统的特点、发展趋势以及国内外对开放式数控的最新研究成果的状况。针对在Windows9X系统下实施开放式数控系统特点，论文分析了开放式数控的特点和COM组件技术的特点，提出了一种基于COM组件和设备驱动程序来共同构建开放式数控系统的策略，并指出采用这种策略实现开放式数控系统是可行的，并且具有良好的可持续发展性。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1PCNC的发展趋势

1.2开放式数控系统的发展

1.3国内数控系统的发展及趋势

1.3.1我国数控系统的发展

1.3.2我国数控发展的趋势

1.4本项目研究的内容及意义

2 Windows系统下的数控软件结构分析

2.1CNC软件系统的特点

2.2数控系统软件的结构模式分析与选用

2.3WindowsS系统下软件结构的实现模式

3数控系统在Windows环境下的定时器选取精度考核以及多任务调度

3.1 Windows下定时器的选择

3.1.1WM TIMER系统消息定时器

3.1.2多媒体定时器

3.1.3对系统CMOS/实时时钟(RTC)编程实现精确定时

3.1.4其它的定时方式

3.2定时精度的测量

3.3数控系统在Windows平台下的多任务调度与实现

4数控底层VxD文件的中断与通信

4.1底层软件开发工具简介

4.1.1 VxD文件开发工具包

4.1.2调试工具SoftIce

4.2数控VxD程序的中断延时误差分析

4.2.1Windows系统对于中断的处理机理

4.2.2数控VxD程序的延时误差分析

4.3数控系统VxD程序和上层应用程序(RING3)的通信

4.3.1利用Microsoft提供的设备输入输出控制函数DeviceIoContro10来实现

4.3.2Win32事件通信方式

4.3.3共享内存方式通信

4.3.4其它通信方式

5改进的数字增量法插补

5.1直线插补

5.2圆弧插补

5.3速度控制

5.3.1速度控制分类

5.3.2速度控制

5.3.3加减速点的确定

6数控软件设计

6.1本数控系统功能及软件结构

6.1.1系统功能设计

6.1.2数控系统软件总体结构

6.2编辑功能

6.2.1零件程序的编辑与修改

6.2.2零件程序的纠错

6.2.3译码功能

6.2.4数据预处理

6.3加工功能(模拟加工)

6.4底层软件的设计

6.5模拟加工界面和底层文件VXD的协调

7 Windows系统下开放式数控系统研究

7.1开放式数控模式和设计特点分析

7.1.1开放式数控的模式

7.1.2开放式数控系统的设计特点

7.2开放式数控国内外的研究现状

7.2.1国际开放式数控的研究现状

7.2.2国内研究现状

7.3基于Windows系统的COM组件重用技术的开放式数控系统软件设计

7.3.1 Windows系统下的COM组件式开放式数控系统性能分析

7.3.2数控系统组件的划分

7.3.3数控系统的数据流向

结论

致谢

参考文献