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数控雕刻在工业生产和人们的日常生活中有着广泛的应用前景,本论文系统分析总结了数控技术和雕刻技术发展现状,讨论了数控雕刻系统的应用特点、组成结构和各部分功能。本论文主要研究了以下几个方面内容:1.在对传统数控代码执行方式进行深入研究的基础上,提出了一种基于编译执行的方案,有效提高了执行效率。文中介绍了为系统定制目标指令集,并根据计算机编译原理,定义出G代码程序的词法和文法,然后利用Lex&Yacc工具生成分析代码,在VC++环境开下完成编译器的开发,利用该编译器可将G代码编译成目标语言,从而达到编译执行的目标。2.对传统数控系统上下位机数据传输的方式进行了研究,确定采用USB接口作为数据的传输通道,并利用DSP芯片的HPI接口实现下位机内部数据的快速存取。文中介绍了上位机Windows平台上基于WDM模型的USB驱动程序设计与实现,下位机上由EZ-USB芯片负责实现USB协议并完成数据传输,然后通过EZ-USB芯片的GPIF接口与DSP芯片的HPI接口配合,完成大量数据的快速存取。3.针对传统数字积分插补算法在三维插补上的不足,及其过象限处理比较繁琐等问题,提出了一种基于矢量的快速数字积分插补算法。该算法充分利用了矢量在计算角度和方向上的优势,实现了任意空间圆弧和直线的快速插补,也实现了自动平滑的过象限处理,使整个插补算法变得更加快速高效。4.建立了一个数控雕刻机的仿真系统,设计开发了目标指令集上的代码执行器,负责执行编译所得的目标代码,同时开发了基于OpenGL图形技术的虚拟雕刻机模型,用以模拟实际雕刻机的特性及功能。最后,通过仿真系统的仿真结果,证明了数控代码的编译执行这一方案的可行性,也验证了基于矢量的快速数字积分插补算法的正确性。在实验室条件下的测试表明,文中所采用的数据传输和存取方案,达到了预期的设计目标,是可行有效的。