網絡化數控仿真研究論文

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摘要目前在數控編程軟件中，無法進行遠程協同仿真和評注，本文所設計的網絡化數控仿真環境基于Socket技術實現遠程同步仿真和評注，以及聊天室的交流工具，使身處異地的設計人員能夠通過網絡來對數控程序進行遠程的同步仿真和交流溝通，從而實現網絡化的虛擬制造。

關鍵詞數控仿真；同步；G代碼

隨著信息化和網絡化社會的到來，在經濟全球化的趨勢下，大型企業的不同分部之間，以及不同國家和地域的企業之間在設計、制造方面需要大量的分工協作，而飛速發展的互聯網為這種實際工作的需要提供了良好的平臺。而目前的通用的數控仿真軟件多為本地運行，難以進行遠程協同操作。因此基于網絡的數控仿真環境有許多優勢，如不受時空限制等，能夠進行實時的協同操作，針對數控G代碼中的問題進行交流。另一方面，本系統對于數控技術的教學也就有重要的作用。通過該軟件，使學生可以直觀地掌握數控插補的原理，達到較好的教學效果。

1系統總體結構

圖1網絡化數控仿真環境系統結構

網絡化數控仿真環境的系統結構如圖1所示，首先登錄的一方自動成為服務器端，并等待其他用戶的登錄請求，一旦有其他用戶登錄，雙方通過Socket技術建立起基于TCP/IP的網絡通信。其中一方讀入數控G代碼后首先通過內嵌的解釋器進行解釋，然后在繪圖區中繪制出仿真效果。與此同時，解釋出來的G代碼參數被傳遞給同步信息處理模塊，按照系統定義的應用層協議生成基于TCP/IP協議的同步信息，然后由Socket通信控件發送給客戶端并由客戶端的繪圖程序在繪圖區中繪制出來。雙方對G代碼的仿真結果進行討論時，通過協同評注工具如圓圈、直線等方式做出標記，然后用文字在聊天室中進行交流，其信息也通過基于Socket技術的同步信息來進行傳遞。

2同步機制的實現

網絡化數控仿真環境的主界面如圖2所示，其中的同步包括三個方面：①G代碼仿真過程的同步；②協同評注的同步；③文字聊天內容的同步。其中關于文字聊天內容的同步現在技術資料上已經很多，不再贅述。以下主要說明G代碼的同步仿真和協同評注的同步過程。

圖2網絡化數控仿真環境主界面

首先在界面上增添定時器控件Timer和列表框控件List。同步信息的傳遞是由定時器控件Timer來控制的，為了保證仿真過程的連續性與合適的網絡數據量，要恰當的設置定時器的時間間隔，此處設置為50毫秒。每當時間間隔到時便啟動相應的消息事件向外發送消息，代碼如下：

PrivateSubTimer1_Timer()

OnErrorResumeNext

IfList1.ListCount=0ThenExitSub

senditem0‘發送數據

EndSub

發送數據是通過Socket控件中的SendData方法來實現的，數控G代碼經過解釋器解釋后所獲得的參數被送入同步信息處理模塊，然后被轉換為格式化的數據存放在列表框List1中，Socket控件依次取出其中的元素然后進行發送，代碼如下：

Subsenditem(ByValitemAsInteger)

OnErrorResumeNext

DoEvents

Socket1.SendData"|"&List1.List(item)&"^"

DoEvents

EndSub

對于數據的接收方而言，其Socket始終處于監聽狀態，當有數據到達時立即接收數據并進行分類處理，如果是命令信息，如清除繪圖區命令，則會立即執行，如果是繪圖信息（包括G代碼仿真）則進一步解讀，然后在繪圖區中由繪圖程序來執行，代碼如下：

PrivateSubSocket2_DataArrival(ByValbytesTotalAsLong)

OnErrorResumeNext

DimdatAsString

DimtempchrAsString

Socket2.GetDatadat‘接收數據

Forn=1ToLen(dat)

tempchr=tempchr&"^"

e=e+1

Nextn

Forn=1Toe

Ifdat="cls^"ThenPicture1.Cls‘清屏指令

Ifdat=""Then

Forn=0ToList2.ListCount-1

decodeList2.List(0)‘解讀繪圖信息

List2.RemoveItem0

Nextn

…

整個同步過程中的繪圖信息包括直線、圓弧、圓和徒手繪幾種形式，首先根據得到繪圖信息進行分類，然后調用相應的繪圖函數進行繪圖，其代碼如下：

Subdecode(ByValdatAsString)

…‘變量定義

Forn=1ToLen(dat)

tempchr=Mid(dat，n，1)‘提取字段

SelectCasetempchr

Case"，"

x1=xx1：cur="y1"

Case"<"

y1=yy1：cur="x2"

…‘解讀第一字段

SelectCasecur

Case"x1"

xx1=xx1&tempchr

Case"y1"

yy1=yy1&tempchr

…‘解讀第二字段

EndSelect

EndSelect

Nextn

…‘繪制直線

Picture1.Line(x1，y1)-(x2，y2)，vbBlue

…‘繪制圓弧或圓

Picture1.Circle((x+XCent)+(LstZ/ZAsp)，(y-YCent)-(LstZ/ZAsp))，RAD，RGB(Col1，Col2，Col3)，Angle*2*PI/360，Angle2*2*PI/360

3結束語

基于網絡的數控仿真完全基于現有的Socket技術和TCP/IP協議，能實現數控G代碼的遠程同步仿真，以及對仿真結果進行協同評注和文字交流，提升了計算機輔助制造的技術層次和應用范圍，使異地協同設計和制造增加了技術支持。

參考文獻

[1]周自強，沈連婠等，面向用戶的產品虛擬模型協同討論環境的實現，2005（3）：5－10

[2]周自強，沈連婠等，基于Web的虛擬設計中VRML實時模型的可交互處理方法，計算機輔助設計與圖形學學報，2005.17（6）：1371－1377