1--数控加工程序的输入、译码和诊断讲解
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第二章 数控加工程序输入及预处理 第一节数控加工程序输入
一、纸带阅读机输入 在早期硬件数控系统中，纸带是数控加工程序的唯一载体。
8 b8 7 b7 6 b6 5 b5 4 b4
3 b3 2 b2 1 b1
缺点：硬件数控系统内存容量非常有限。读一段，执行一段；加工一个零 件，读一遍纸带，误码现象比较普遍。
③ 数据类型 G功能、M功能、F功能、S功能、T功能等功能字的代码值只能是一个整 数类型数据，因此存放此类代码数值的存储单元的数据类型应该是整型。
X、Y、Z、I、J、K等功能字的代码值表示一个坐标，为实型类型数值。 另一方面考虑到系统中可能使用到的坐标值范围，因此对应存储单元的数 据类型可设置为双精度实型。
点定位
直线插补
Gb
顺时针圆弧插补
逆时针圆弧插补
绝对坐标编程
Gc
相对坐标编程
G代 码 G17
G18
G19
G40
G41
G42
功能
XY平面选择 ZX平面选择 YZ平面选择 撤消刀具补偿 左刀具补偿 右刀具补偿
② 其他功能代码 主轴功能代码S、进给功能代码F、刀具功能代码T、X功能代码、Y功能 代码、I功能代码、J功能代码等在一个程序段中只可能出现一次。因此在 译码结果缓冲器中，这些功能代码分别只占用一个固定的存储单元。
（2）系统设置信息 系统运行前，往往需要设置一些参数，例如机床参数、零点偏置、刀 具参数等等，这些操作都需要通过键盘来完成。
三、存储器输入方式 现代数控系统配置有相当容量的存储器用以存储数控加工程序。在这
种系统中，我们可以根据需要将数控加工程序存储起来，也可以将指定NC 程序加载到系统中进行加工运行。
CNC系统出现后，内存容量得以扩充，可一次性读入全部程序。加工零件 时，再从内存中逐段读出执行。现代CNC系统已很少采用这种方式了。
二、键盘输入 键盘就是一组排列成矩阵形式的按键开关。根据键盘编码产生方式的不
同，分为以下两大类。
（1）全编码键盘 键盘硬件电路直接提供按键的ASCII编码或其它编码。
例如，G01（表示直线插补）和G02（表示顺时针圆弧插补）不可能同 时出现在同一个程序段中。
根据这一特点，我们将G代码和M代码按功能属性分组，每一组代码只 需要设置一个独立的存储单元，并以特征字来区分本组中的不同代码。
组别 Ga Gd
G代 码 G00
G01
G02
G03
G90
G91
Байду номын сангаас功能
G代码的分组 组别
（2）非编码键盘 键盘硬件电路只提供按键的行列矩阵位置信息，识别按键并产生相应编 码的工作由系统软件来完成。 数控系统多使用非编码键盘。
键盘是现代数控系统常用的人机对话输入设备。键盘与显示器相互配合， 可以实现数控系统的人机对话交互功能。
通过键盘，操作者可以输入以下两类信息。
（1）数控加工程序 一般情况下，通过键盘直接输入的数控加工程序比较短，常用于系统 调试工作。
数控加工程序段包含了该段数控加工所需要的几何数据信息、工艺信息 和辅助开关命令信息，译码操作实际上就是将数控加工程序段中所包含的这 些信息分离出来，分别存放到译码结果缓冲器中的不同存储单元中，以供后 续预处理操作使用。
译码过程主要包括代码识别和功能字翻译两个部分。
（一）代码识别 判断出一个功能字的属性。
四、通信方式输入 现代数控系统都配置了点对点的通信接口，使数控系统能够与专用编
程器或其它微型计算机直接通信，从而实现数控加工程序或系统参数的直 接传送。例如，SINUMERIC 802D系统配置有RS-232C接口。
有些数控系统还配置有网络接口，成为分布式数控系统（DNC）或柔 性制造系统（FMS）的基础设备。
（二）功能字翻译 根据代码识别结果，将相应的特征字送到译码结果缓冲器的指定单元中。
为顺利进行译码操作，必须建立一个与数控加工程序段对应的译码结 果缓冲器，并设计合理的大小规模和存储格式。
① 准备功能代码G和辅助功能代码M
在这两种代码族中，有些代码的功能属性相同或相近。它们不可能同 时出现在同一个程序段中，也就是说这些代码具有互斥性。
纸带阅读机
数控加工程序存储器
MDI键盘
数控加工程序缓冲器
MDI缓冲器
转译码处理
第二节 数控加工程序的译码与诊断
一、数控加工程序的译码 所谓译码，就是将输入的数控加工程序段翻译成数控装置能够识别和使
用的数据形式，并按照约定的格式存放到指定的译码结果缓冲器中。
译码的过程，就是逐个读入字符，先识别出其中的字符码和数字码，然 后根据字符码所代表的功能，将后续的数字码送到相应的译码结果缓冲器单 元中。
数控加工程序的诊断，是指在数控加工程序的输入或译码过程中，对不 规范的程序写法进行检查，以防止错误代码。一般来说，数控加工程序中的 错误分为语法错误和逻辑错误两类。
语法错误是指程序段格式或功能字格式不规范的错误；
逻辑错误是指在整个数控加工程序或一个程序段中功能字之间产生互相 排斥、互相矛盾的错误。
根据以上讨论，译码结果缓冲器的一种可能存储格式如下所示。
序号 1 2 3 4 5 6
地址码 X Y Z I J K
译码结果缓冲器存储格式
数据形式
序号 地址码
双精度实型
7
F
双精度实型
8
Ga
双精度实型
9
Gb
双精度实型
10
Gc
双精度实型
11
Gd
双精度实型
数据形式 整型 整型 整型 整型 整型
二、数控加工程序的诊断
一、纸带阅读机输入 在早期硬件数控系统中，纸带是数控加工程序的唯一载体。
8 b8 7 b7 6 b6 5 b5 4 b4
3 b3 2 b2 1 b1
缺点：硬件数控系统内存容量非常有限。读一段，执行一段；加工一个零 件，读一遍纸带，误码现象比较普遍。
③ 数据类型 G功能、M功能、F功能、S功能、T功能等功能字的代码值只能是一个整 数类型数据，因此存放此类代码数值的存储单元的数据类型应该是整型。
X、Y、Z、I、J、K等功能字的代码值表示一个坐标，为实型类型数值。 另一方面考虑到系统中可能使用到的坐标值范围，因此对应存储单元的数 据类型可设置为双精度实型。
点定位
直线插补
Gb
顺时针圆弧插补
逆时针圆弧插补
绝对坐标编程
Gc
相对坐标编程
G代 码 G17
G18
G19
G40
G41
G42
功能
XY平面选择 ZX平面选择 YZ平面选择 撤消刀具补偿 左刀具补偿 右刀具补偿
② 其他功能代码 主轴功能代码S、进给功能代码F、刀具功能代码T、X功能代码、Y功能 代码、I功能代码、J功能代码等在一个程序段中只可能出现一次。因此在 译码结果缓冲器中，这些功能代码分别只占用一个固定的存储单元。
（2）系统设置信息 系统运行前，往往需要设置一些参数，例如机床参数、零点偏置、刀 具参数等等，这些操作都需要通过键盘来完成。
三、存储器输入方式 现代数控系统配置有相当容量的存储器用以存储数控加工程序。在这
种系统中，我们可以根据需要将数控加工程序存储起来，也可以将指定NC 程序加载到系统中进行加工运行。
CNC系统出现后，内存容量得以扩充，可一次性读入全部程序。加工零件 时，再从内存中逐段读出执行。现代CNC系统已很少采用这种方式了。
二、键盘输入 键盘就是一组排列成矩阵形式的按键开关。根据键盘编码产生方式的不
同，分为以下两大类。
（1）全编码键盘 键盘硬件电路直接提供按键的ASCII编码或其它编码。
例如，G01（表示直线插补）和G02（表示顺时针圆弧插补）不可能同 时出现在同一个程序段中。
根据这一特点，我们将G代码和M代码按功能属性分组，每一组代码只 需要设置一个独立的存储单元，并以特征字来区分本组中的不同代码。
组别 Ga Gd
G代 码 G00
G01
G02
G03
G90
G91
Байду номын сангаас功能
G代码的分组 组别
（2）非编码键盘 键盘硬件电路只提供按键的行列矩阵位置信息，识别按键并产生相应编 码的工作由系统软件来完成。 数控系统多使用非编码键盘。
键盘是现代数控系统常用的人机对话输入设备。键盘与显示器相互配合， 可以实现数控系统的人机对话交互功能。
通过键盘，操作者可以输入以下两类信息。
（1）数控加工程序 一般情况下，通过键盘直接输入的数控加工程序比较短，常用于系统 调试工作。
数控加工程序段包含了该段数控加工所需要的几何数据信息、工艺信息 和辅助开关命令信息，译码操作实际上就是将数控加工程序段中所包含的这 些信息分离出来，分别存放到译码结果缓冲器中的不同存储单元中，以供后 续预处理操作使用。
译码过程主要包括代码识别和功能字翻译两个部分。
（一）代码识别 判断出一个功能字的属性。
四、通信方式输入 现代数控系统都配置了点对点的通信接口，使数控系统能够与专用编
程器或其它微型计算机直接通信，从而实现数控加工程序或系统参数的直 接传送。例如，SINUMERIC 802D系统配置有RS-232C接口。
有些数控系统还配置有网络接口，成为分布式数控系统（DNC）或柔 性制造系统（FMS）的基础设备。
（二）功能字翻译 根据代码识别结果，将相应的特征字送到译码结果缓冲器的指定单元中。
为顺利进行译码操作，必须建立一个与数控加工程序段对应的译码结 果缓冲器，并设计合理的大小规模和存储格式。
① 准备功能代码G和辅助功能代码M
在这两种代码族中，有些代码的功能属性相同或相近。它们不可能同 时出现在同一个程序段中，也就是说这些代码具有互斥性。
纸带阅读机
数控加工程序存储器
MDI键盘
数控加工程序缓冲器
MDI缓冲器
转译码处理
第二节 数控加工程序的译码与诊断
一、数控加工程序的译码 所谓译码，就是将输入的数控加工程序段翻译成数控装置能够识别和使
用的数据形式，并按照约定的格式存放到指定的译码结果缓冲器中。
译码的过程，就是逐个读入字符，先识别出其中的字符码和数字码，然 后根据字符码所代表的功能，将后续的数字码送到相应的译码结果缓冲器单 元中。
数控加工程序的诊断，是指在数控加工程序的输入或译码过程中，对不 规范的程序写法进行检查，以防止错误代码。一般来说，数控加工程序中的 错误分为语法错误和逻辑错误两类。
语法错误是指程序段格式或功能字格式不规范的错误；
逻辑错误是指在整个数控加工程序或一个程序段中功能字之间产生互相 排斥、互相矛盾的错误。
根据以上讨论，译码结果缓冲器的一种可能存储格式如下所示。
序号 1 2 3 4 5 6
地址码 X Y Z I J K
译码结果缓冲器存储格式
数据形式
序号 地址码
双精度实型
7
F
双精度实型
8
Ga
双精度实型
9
Gb
双精度实型
10
Gc
双精度实型
11
Gd
双精度实型
数据形式 整型 整型 整型 整型 整型
二、数控加工程序的诊断