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计算机技术的发展一直推动着数控技术的更新换代,基于PC机+DSP运动控制器的开放式数控系统目前已成为数控系统发展的潮流。随着PC机运算速度的日益提高,许多以前必须用专用处理器(如DSP)才能完成的高速运算功能现在用软件在配置较高的PC机上就可以实现。在这种技术背景下,本文首次提出“基于虚拟DSP的数控加工仿真”的设想,并以广西壮族自治区科技厅2003年科技攻关项目“基于DSP技术和Windows平台的开放式数控系统开发”为课题,进行了其中子课题“基于虚拟DSP的数控系统加工仿真软件”的研究开发。 本文从分析DSP运动控制器+PC数控系统的任务与工作原理入手,在PC机Windows平台上,用Visual C++语言编程,首先虚拟带DSP的运动控制卡的插补运算功能和软件PLC的数字I/O逻辑处理功能,用以生成加工动点的动态坐标数据和对数字I/O信号的刷新。通过综合应用内存映射文件通讯、FIFO(先进先出)缓冲区处理、图形透视算法、VC++高精度定时和多线程编程等关键编程技术,在一定程度上弥补了Windows平台的弱实时性缺陷,基本上满足了数控系统的实时性要求。本仿真软件已调试成功,在无运动控制器的脱机情况下,实现了数控加工刀具轨迹的三维图形仿真和三视图仿真。此外,本文所设计的简洁、美观及方便用户操作的标签化多视图仿真界面和控制面板界面,可在刀具轨迹仿真的同时,用文字显示机床的当前工作状态。 本文开发的基于虚拟DSP的数控加工仿真软件不仅可应用于实用的数控系统中,增强其仿真功能,缩短加工前的加工程序校验时间,提高数控机床的有效利用率,而且也可作为数控加工仿真的教学软件。