基于Windows CE的數(shù)控軟件開發(fā)與實現(xiàn)

CList listinfo;

如此循環(huán)操作，直至所有的NC代碼都被提取出來并添加到鏈表listinfo中。

3.2 刀具補償模塊

單純經(jīng)過譯碼處理之后的加工代碼，并不能直接用作插補加工，還需要經(jīng)過刀具補償計算。刀具補償包括刀具長度補償和刀具半徑補償。刀具長度補償是為了使刀具頂端到達編程位置而進行的刀具位置補償。刀具半徑補償是因為數(shù)控加工代碼通常是按照刀具中心軌跡編輯的，但在實際加工中參與切削的是刀具的外緣，為此需要補償一個半徑值。

3.3 插補模塊

無論選用哪種控制芯片做插補器，插補的原理都是相同的。為滿足實時、動態(tài)輸出控制脈沖的需要，一般都是利用硬件定時器做定時中斷，中斷后即輸出控制脈沖。通過修改定時寄存器數(shù)值，即可改變輸出脈沖頻率，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制。再通過對輸出脈沖個數(shù)的計數(shù)，實現(xiàn)位移控制[3]。以橢圓插補為例，采用逐點比較插補法。該方法的核心是通過逐點地比較刀具與所需插補曲線的相對位置，確定刀具的坐標進給方向，從而加工出零件的輪廓[4]。插補循環(huán)包括如下四步：偏差判別、進給、新偏差計算和終點判別。

其中，r、t 為開關(guān)變量。r 為正負進給量判斷，只取1 或-1 值;t 為進給與否判斷，只取0或1。對于不同象限，進給方向及進給軸的選取都不一樣。通過設(shè)定進給開關(guān)量，即可控制插補點位置。單一象限內(nèi)插補運算較容易實現(xiàn)。對于多象限插補，需要在過象限時做特殊處理。相應(yīng)的算法處理如下：

(1)判斷起始點、終止點所在象限。

(2)結(jié)合轉(zhuǎn)向(順/逆時針)，規(guī)劃進給路徑，即穿越象限編號。

(3)結(jié)合路徑中的象限編號，逐象限插補運算。

程序?qū)崿F(xiàn)部分源代碼如下：

//路徑規(guī)劃函數(shù)

bool CrossQuadrant(int quad_bgn, int quad_end, int direction, int x_s, int y_s, int x_e, int y_e,

int* pCrossQuad){

int CrossPart[5]; //穿越象限編號數(shù)組

…………

for(i=0;i5;i++){ //初始化為-1

CrossPart[i]= -1; }

nCurPart= quad_bgn; //起始象限編號

if(nCurPart== quad_end){ //起始點、終止點在同一象限

if((nCurPart==0) || (nCurPart==2)){ //若在第1,3象限

if(fSlope_bgn>fSlope_end){ //斜率判斷

if(direction== ClkWs){ //這種情況下,只走過本象限

blnCross= FALSE; //置標志位

}}}

……..

else{ //起始點在不同象限

do{

j++;

if(direction== ClkWs){ //順時針

nCurPart--;}

else{ //逆時針

nCurPart++; }

if(nCurPart 0){ //若前一象限為第一象限,且順時針轉(zhuǎn)

nCurPart=3; } //則后一象限換為第四象限

if(nCurPart >3){ //若前一象限為第四象限,且逆時針轉(zhuǎn)

nCurPart=0; } //則后一象限換為第一象限

CrossPart[j]= nCurPart;

}while(nCurPart!= quad_end); }}

4 小結(jié)

本文介紹的嵌入式數(shù)控軟件已成功應(yīng)用于數(shù)控玻璃雕刻機系統(tǒng)中，現(xiàn)場生產(chǎn)試驗表明，系統(tǒng)運行效果良好。Windows CE嵌入式操作系統(tǒng)的出現(xiàn)為數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用開辟了新的領(lǐng)域，但由此也帶來了軟件開發(fā)上的復雜性。在嵌入式數(shù)控系統(tǒng)軟件的開發(fā)過程中，必須針對數(shù)控加工的特點，對Windows CE 系統(tǒng)內(nèi)核進行裁減定制，同時結(jié)合嵌入式硬件的具體情況，對代碼進行合理優(yōu)化，減少內(nèi)存開支和不合理的CPU 占用，完成在嵌入式硬件上的編程。本論文在數(shù)控軟件結(jié)構(gòu)的合理構(gòu)建以及開發(fā)的關(guān)鍵實現(xiàn)技術(shù)上做了有益的探討。

本文作者創(chuàng)新點：在對數(shù)控平臺應(yīng)用進行Windows CE 系統(tǒng)定制的基礎(chǔ)上，提出了嵌入式數(shù)控開發(fā)的軟件架構(gòu)。并對傳統(tǒng)插補算法加以改進，解決插補數(shù)據(jù)過象限突變問題。本系統(tǒng)已成功應(yīng)用于作者所在數(shù)控實驗室的玻璃雕刻機中。與傳統(tǒng)雕刻系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)能節(jié)省設(shè)備成本30%-40%，加工時間縮短20%左右，已累計產(chǎn)生經(jīng)濟效益數(shù)十萬元。