摘要
本论文以计算机仿真技术和计算机图形技术为基础，运用可视化和面向对象的编程技术，对数控车床加工仿真系统进行了研究，提出了基于visualC++.NET语言环境的模块化设计方案，开发出了一套数控车床加工仿真系统，来模拟数控车床加工。该仿真系统不但可以检验程序的正确性和合理性，避免由于机床的走刀错误而造成数控设备损坏的危险，而且大大降低了以往采用工艺试切方法带来的高消耗和高成本，缩短了新产品的开发周期。另外，仿真系统的开发也为今后进一步研究开发全软件型数控系统奠定了基础;加工过程仿真还具有辅助优化工艺安排、培训编程人员等实际应用前景。
本论文主要内容有:
（1）根据数控车床加工特点，分析了数控车床加工仿真系统，提出了开发本系统的总体设计方案。
（2）分析了目前数控系统常用的插补算法，选择极坐标插补做为本系统的插补算法，并编制出相应的插补程序。
（3）研究了WINDOWS操作系统下多线程技术的原理，并利用多线程技术实现了数控车床加工仿真。
（4） 设计出数控车床仿真系统人机交互界面。
关键词: 数控车床；仿真；NC程序；visualC++.NET
Abstract
This paper based on computer simulation and computer graphics technology, use visualization and object-oriented programming techniques, conducted a study on simulation system of NC lathe machining, made based on visualC++.NET. Modular design of NET language environment, develop a set of NC lathe machining simulation system, to simulate NC lathe. Simulation system not only can the accuracy and reasonableness of the inspection procedures, avoid errors caused by numerical control machine tool passes the risk of damage to the equipment, but also significantly reduces process test cutting methods used in the past the high consumption and higher costs, reduced development cycles for new products. In addition, the development of simulation system for further research and development in the future also laid the Foundation for full software CNC system; optimization of machining process simulation also has a secondary processing arrangements, the training of programmers, the actual application.This thesis has mainly accomplished contents as follows:
(1)By analyzing the simulation system of NC lathe , proposes the general design plan of the simulation system of NC lathe based on the characteristic of NC lathe.
(2)By analyzing and comparing the principle of interpolation ,realizes the program of interpolation module.
(3)Analyzing Multi-thread technology in detail, realizes NC lathe Machining Simulation based on Windows Multi-thread technology.
(4)Designs the friendly Windows style interface of NC lathe Machining Simulation.
Key Words : NC lathe ; Simulation; NC procedure; VC++.NET
目录 I
摘要 IV
Abstract V
第一章 绪论 1
1.1数控加工仿真技术的概述 1
1.2 国内外研究现状及存在的问题 2
1.2.1国外的研究现状 2
1.2.2国内的研究现状 3
1.2.3发展趋势及存在的问题 4
1.3本论文研究的内容和意义 7
1.3.1研究的目的和内容 7
1.3.2研究的意义 8
第二章 数控车床仿真系统总体方案设计 9
2.1数控车床简介 9
2.1.1数控车床的组成 9
2.1.2数控车床的工作原理 9
2.2仿真系统结构的总体方案设计 10
2.2.1系统总体方案设计的原则 10
2.2.2系统的结构设计 11
2.2.3 仿真系统人机界面的结构设计 12
2.3仿真系统实现的关键技术 13
2.3.1面向对象的技术简介 13
2.3.3面向对象类的建立 14
2.4仿真系统的开发平台 15
2.4.2 VisualC++编程的要点 15
第三章 插补系统的设计与实现 17
3.1概述 17
3.1.1脉冲增量插补算法 17
3.2.1直线插补原理 21
3.2.2圆弧插补原理 22
3.3插补算法的误差分析 25
3.4软件插补在加工仿真中的实现 26
3.4.1插补流程的设计 26
3.4.1.1直线插补流程设计 26
3.4.1.2圆弧插补流程设计 27
3.4.2插补程序设计 30
第四章 数控程序编译系统的设计与实现 32
4.1编译技术概述 32
4.1.1NC代码地址符分析 34
4.1.2NC代码程序字分析 35
4.2词法分析 36
4.3语法分析 37
4.3.1语法分析实现原理 37
4.3.1.1 文法的概念 37
4.3.2语法分析中的错误类型 39
4.5 系统功能的实现 40
4.5.1 NC代码编译的实现 40
4.5.2编译系统界面的功能介绍 40
第五章 基于多线程的仿真加工的实现 42
5.1软件的实时性 42
5.2进程与线程 43
5.2.2线程的创建与停止 44
5.2.2.1利用 Win32API的线程编程技术 44
5.2.2.2利用MFC进行的多线程编程 47
5.2.3线程之间的通讯与同步 49
5.2.3.1同步的必要性 49
5.2.3.2等待函数 50
5.3数控系统中多线程的实现 51
5.3.1线程的创建 51
5.3.3线程同步的实现 53
第六章 仿真系统的实现及实例验证 56
6.1系统界面的整体布局 56
6.1.1系统的菜单介绍 57
6.1.2系统的工具栏 57
6.1.3系统的控件介绍 58
6.1.4系统操作按钮功能代码的编写 58
6.2 NC代码加工程序的调用 60
6.3动画的显示 62
6.3.1图像处理概述 62
6.3.2仿真系统的动画显示方法 63
6.3.3刀具动画的显示 64
6.4实例验证与分析 65
6.4.1实例 65
第七章 结论与展望 67
7.1结论 67
7.2展望 68
致谢 69
参考文献 70
译文： 74
计算机辅助编制工艺规程 74
英文文献： 77
Computer Aided Process Planning 77
