面向固高数控卡的g代码系统（可编辑）

面向固高数控卡的G代码系统模具技术2009NO15文耄编号LL一4参34290王一0050莲面向固高数控卡的G代码系统袜砺宗，兰刚，宋启盛，林森华东理工大学机械与动力工程学院，上海200237摘要葶LJ用VC为工兵，以开放式工业控制计算机和圈高数控卡为平台开发了一套具有自主版权的数控系统。该系统包括G代码解释、系统参数修改、G代码编辑、刀具参数设置争刀具补偿等功能。其中G代码解释与挽行是重要组成部分之一，分析了G代码的组成及特点，自行设计G代码的解释程序，并将解释完的程序加载到固高卡缓冲区中，嶷现相应的动作。解释程序实现了对变量、表迭式及宏程序的识别，解决了多奈程序连续不断的加载载圈高卡缓冲区，最后经过实例验证，该解释程序切实可行。关键词数控；匿离数控卡；G代码解释；VE中图分类号TG659文献标识码ANUMERICALCONTROLWITHWASVISUALABSTRACTASYSTEMINDEPENDENTCOPYRIGHTDEVELOPEDUSINGCBASEDONTHEOFINDUSTRIALANDNCCARDGCODEINPLATFORMOPENCOMPUTERGOOGOLMODIFICATION，GCODETERPRETING，SYSTEMPARAMETEREDITING，TOOLPARAMETERSETTING，TOOLINCLUDEDINTHEANDOFGCODECOMPENSATION，ETCWEREIMPLEMENTATIONSYSTEMINTERPRETINGOFISONETHEMOSTANDCHARACTERISTICSOFTHEGCODEWEREIMPORTANTPARTSTHECOMPOSITIONGCODEWASANALYZED。THEINTERPRETINGPROGRAMDEVELOPEDINDEPENDENTLYTHEINTERPRETEDINTOWASLOADEDTHEBUFFEROFCARDTOPROGRAMGOOGOLEXECUTINGCORRESPONDINGOPERATIONSTHEHASREALIZEDOFANDMACROINTERPRETINGPROGRAMRECOGNITIONVARIABLES，EXPRESSIONSPROANDRESOLVEDTHEHASOFOFINGRAMSPROBLEMCONTINUOUSLYLOADINGMULTIPLEPROGRAMSTHEHASBEENFEASIBLEVERIFICATIONTERPRETINGPROGRAMPROVEDTHROUGHEXAMPLENCCARD；GCODEKEYWORDSNC；GOOGOLINTERPRETING；VC0引言踊，2007年进口的数控系统高达4。8万套，同时阑露童主开发的数控系统稷少，统计表暖，冒志随着制造业的迅速发展，过去少品种大批所开发系统其核心的数控系统90需要外国量模式舞始惫多品种申撤量或多品种小批爨生进口1。瞩内数控系统有华中数控、航天数控产模式转换，数控机床能够适用这种生产模式，所以它已成为主要发展方向。纵观国内数控制阑外的相比，国内的精度、稳定性、操作性、开放造业，形势不餐乐观，复杂数控系统主要依羧遴性有很大的不足，但阐外的价格昂贵，为满是中收稿日期20080902作者蕊余林砺宗1961一，勇，教授。万方数据6DIEANDMOULDNOL。2009TECHNOLOGY小企业需求，自主开发低成本的数控系统刻不快、效率更高。同时，数控卡有专用原点和限容缓。位和通用输入输出通道，方便了系统设计。磐随计算橇鹃发展，NC嵌入PC结构懿开12软件介绍放式CNC系统应运而生，使开发低成本的数控系统有了希望，它是以软件技术的研究和开发数控系统包含程序、输入输粥设备、CNC俸力主体，辅之以智能运动控裁卡的开发制造，装置及主轴和进给驱动装置组成。译码是数控主要硬件设备采用市场流行的工业PC机和多系统的重要部分之一，对G代码进行译码主要轴运动控制器。这种系统的特点是灵活性好、有2耪4编译纛解释。编译将要加工零L警的功能稳定、可共事计算机的所有资源，是当前最NC程序一次性编译完，将其他处理任务，如刀为理想的开放式CNC系统2J。本解释程序蒯具偏置计算、速度前瞻处理等也一次性全部完最VCQQ为工其，并发了套G代码解释执行戒，势将结果教人凌存缓；孛区孛，编泽系统速度程序，并在以固满运动控制卡嵌入工业PC的硬快假结构复杂，占很大内存。解释是边处理，边件系统上得以验证。执行，这种方法系统速度慢但结构简单。数控系统是对实时性要求稷高的系统，但实时性主1系统组成要表现在插补和位置控制上，译码并不要求很快的速度，考虑烈锯释程序能够满足需要并且11硬件组成结构简单，本系统采用躲释对程序译码。121解释的对象和功能硬件主要包援；工业控制计算机、GE系列本麓释程序酶对象褥向标准熬G代码，解匿高数控卡、驱动器帮运动平台，硬件组戒如潦释的对象是地址符和数字，同时叉自定义了一1所示。采用的是上下位机通信模式，工业控制部分代码，程序段号符号N和变爨D。计算枧有着丰富的资源。鼷离数控枣作先上位数控系统中，薅释作为一个独立模块存在，视管理入视界面交互及控制信号的实时监控，输入的是NC代码加工程序，输出的是能够识如控制指令的输入，系统状态的显示等；固高数别的包括刀补等各种信息的数据流，解释燕要控卡作为下位橇控裁运动控铡酶信患，包摇运包括以下功巍动起停，速度的摭制，输入输出的信号控制3|。1语法、词法检查语法、词法分析的功麓是跌G代码程序文件皆读取数据并判断是否符合要求，若是有错误，提示错误所在行，判断项目如下。格式检查地址符后是否是数字，同一魂蛙符在一条语句中不麓重复穗现；缝垃符检查判断地址符是否存在，后面的数字是否符合要求；安全检查判断主轴转速，各轴行程是否越界。2变量表达式的识别、子程序的调用宏圉1硬件缀戚程序和子程序都能方便用户编程。宏程序特点是岔有变量和表达式嘲，实现复杂图形的加工，固高数控卡选用GE一400SGPCIG型，该程序解释要识别这些代码，实现加工。子程序卡是基于PCI总线的DSP高性能运动控制器，解释的关键是要确定程窿扶哪里开始执行。输窦的是髂狰量，麓同时控割4个轴，实褒4辘协调复杂运动。该卡采用高速DSP处理器，在用于实现数据量犬、计算复杂、实时性高的信号2数控程序解释的设计与执行处理任务对，与一般微处理器穗比，其速度受万方数据模具技术2009NO17存储在数组中，当调用完子程序后程序又回到21解释程序的设计调用的位置，继续解释下面代码，这样，数组中本系统解释程序的基本结构是将要识别存存储的就是加工时的实际顺序代码。流程图如图3所示。储的变量建立一个CNCCODECLASS类，类中包括存储G、M，半径等变量，读取G代码程序时一22解释程序的执行行一行的读取，然后整行识别，动态建立一个CNCCODECLASS类指针PCODE6，经过读取解释程序解释完后将程序加载到固高卡缓冲区后将PCODE指向各个变量对应存储在COBAR中，来执行相应的动作，下面一段程序将直线和RAY类数组内。圆弧加载到缓冲区具体的解释过程如下RTNGT_STRTLIST；1读入一行程序，取出每个字符和数值，与标准的地址符比较，然后根据地址符的特性，GTLNXYZ10，10，O；将数值与预先定义好的数值进行比较，看是否GTARCXYP0，20，10，1；超出范围，若出现错误，指出错误所在的行。错GTENDLIST；误检查的判断流程如图2所示。GTSTRTMTN；弧，其中参数，有正负，正值表示劣弧，负值表示优弧。在绘制圆弧时，由于只给出了起始点和终点的坐标，顺逆时针旋转，根据这些条件不能判断出是优弧还是劣弧，因此需要判断。如图4、图5所示，从B点到D点的圆弧，根据向量积的方向判断优劣弧7，B、D分别是起始点，A、C是圆心。圈2错误检查流程图圈4逆时针旋转图5顺时针旋转1逆时针旋转如图4所示，假设在XY平面上运动。根据笛卡尔坐标系判断出Z的正方向为垂直XY平面向外。构造矢量BA，BC，分别是优弧、劣弧圆心到起点的矢量，现判断LBAXBDIO1图3程序解释漉程圈IBCXBDLO2式1的向量积与Z轴正方向相同，所以，2若无错误，将PCODE所指有效变量分别存储在对象数组中相应的变量中。出现调用子相反，所以，IBCBDO。程序，找到子程序所在的位置，逐行识别代码，同理YZ，ZZ平面的情况与上面相同，得万方数据8DIEANDMOULDN012009TECHNOLOGY出逆时针旋转时，IBABDI0，IBCBDL0，因此，IBAXBDI0时，令户一1，IBCXBDLO，令P1，然后添加到圆弧命令中GTRI，DIRECTION，便可确定优ARCXYPZ，Y，PI劣弧。2顺时针旋转如图5所示，假设在XY平面上运动。根据笛卡尔坐标系判断出2的正方向为垂直XY平面向外。构造矢量BA，BC，分别是优弧、劣弧圆心到起点的矢量，现判断LBABDIO3图7实验结果LBCXBDL04式3的向量积与Z轴正方向相反，所以，4结论FBAXBDO。式4的向量积与Z轴正方向BCXBD相同，所以，JL0。本文分析了G代码的组成、格式和特点，提同理YZ，OTZ平面的情况与上面相同，得出了解释G代码的方法，通过在以PC固高卡出顺时针旋转时，IBAXBDIO，IBCBDL核心控制系统的平台上验证，得出以下结论0，因此，IBAXBDI0时，令PI，BCXBDI1PC固高卡的方案切实可行，并有很好的通用性。O，令P1，然后添加到圆弧命令中GTARCXYPZ，Y，PIRL，DIRECTION，便可确定优2解释程序能对G代码中的变量、表达劣弧。式、宏程序正确解释。3解释程序用VC编写有良好开放3应用实例性和跨平台性。模块化，参数化设计，更改参数简单可行。为了验证本方法可行，编写了椭圆的加工参考文献程序8，用VC60编写相应程序并在三轴数控台测试其正确性，数控程序中包括了表达式、子程序、宏程序。程序中D表示变量，P表示调13熊永超，陶勇国产数控机床现状及发展趋势用子程序。程序代码如图6所示，画出的图形J煤矿机械，2006，3361363如图7所示。2林峰机床开放式数控系统的研究D杭州浙江工业大学，2004当前文件有宏程序台勺椭圆加工程序TITO有宏程序的椭圆加工程序33林砺宗，杨明志，汪江剑，等开放式数控线路板OOOOLD28V型槽切割机的研制33计算机测量与控制，D3_T52007，151115401543GOOX0JLD睁8PO24周绍梅，乐小燕，吴悦成，等数控制码系统中的数GOOX日ZLOM02据处理新方法J设计与研究，2006，104750