数控车削虚拟仿真系统代码编译器的研究与开发.pdf

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1、1 8 2机械设计与制造M a c h i n e r yD e s i g n&M a n u f a c t u r e第7 期2 0 0 9 年7 月文章编号：1 0 0 1 3 9 9 7(2 0 0 9)0 7-0 1 8 2-0 3数控车削虚拟仿真系统代码编译器的研究与开发i【A b s t r a c t】hi n t r o d u c e st h e f u n c t i o na n dt h et o t a ls t r u c t u r eo f t h eN C-c o d ec o m p i l e ro f N u m e r i c a l C o n

2、 t r o l(N C)v i r t u a le m u l a t i o ns y s t e m，a n da n a l y s e st h ec o d i n gm e t h o do f e x p l a n a t i o n-c o m p i l e rw h i c hi s a d o p t e db yt h eN C-c o d ec o m p i l e ro fN Cv r t u a e m u l a t i o ns y s t e m B a s e do nV i s u a lc+e n v i r o n m e n t，括；p a

3、 p e rd i s c u s s e st h er e a l i z a t i o no fc o m p i l e r-m o d u l ea n de m u l a t i o n-m o d u l eo ft h eN C-c o d ec o m p i l e ro fN C；v i r t u a le m u l a t i o ns y s t e ma n dt h ei n t e 口C a c eo ft h e m-T h i sN C-c o d ec o m p i l e rn o t0 4m e e t st h en e e d so fi

4、 n 一；s p e c t i n gN Cp r o g r a mc o r r e c t n e s sb u ta l s op o s s e s s e sg o o dp r a c t i c a b i l i t y；来稿日期：2 0 0 8-0 9 1 4 万方数据第7 期肖忠跃等：数控车削虚拟仿真系统代码编译器的研究与开发1 8 3雠H 鋈糖|I 第一次扫描零件N c 程序I编译并建立结果缓冲区1 1 1C U l W e L i s t寺一退出编译系统提示出错信息，并清在缓冲区l 第二次扫描编泽结果缓冲区图2 解释一编译的译码方法的流程图这种分次对不同对象进行扫描

5、的解释一编译的译码方法：一方面克服了解释方式和编译方式浪费计算机内存资源的缺点；另一方面又克服了时间顺序处理方式由于在两个程序段的输出之间存在的时间间隔，导致电机的时转时停，而造成工件的加工质量下降的缺点。同时该解释一编译方式由于两次扫描的对象不同，且第二次扫描的内容没有第次扫描的复杂。很显然，这种方法一方面提高了计算机内存资源的利用率，另一方面缩短了编译的时间，大大提高了编译软件的工作效率。4 数控加工程序编译器的实现及其应用数控虚拟仿真系统N C 代码编译器工作时，必须具有处理大量的输入、输出信息的功能，且操作简单、界面友好。首先，编译器能对输入的N C 代码程序中的各个地址符进行词法规则

6、、语法规则以及简单的语义识别，检查其中的错误信息；并能输出详细的错误信息和零件加工过程的仿真。其次，N C 代码编译器编译N C程序，并为用户提供详细的编译结果信息；如数控程序是否存在错误，是词法错误还是语法错误，及该错误在N c 程序中的位置等。再次，就是该N C 代码编译器必须具有操作简单、界面友好和交互性好的特点。4 1N C 程序编译器的实现算法数控加工虚拟仿真系统承担着两大任务：一是对数控加工程序进行扫描并作出词法、语法和语义识别，并将识别结果输出告知用户；二是经过扫描识别确定加工程序无误后，提取驱动机床移动部件的加工信息进行加工仿真。即主要用于对N C 程序正确性的检验和提取N C

7、 程序中的加工信息。因此，在V i s u a lc+环境下开发出来的N C 程序编译器，其主要任务是完成对零件程序的扫描与词法、语法进行识别，并输出识别结果；同时，程序识别无误后编译器将提取N C 程序中的加工信息并以链表的形式存入缓存区供仿真模块调用。所采用的译码方法对N C 代码程序进行词法、语法识别的流程图，如图3 所示。图3N c 代码词法、语法识别算法流程图 万方数据1 8 4机械设计与制造N o 7J u l 2 0 0 94 1 1 编译模块的主要数据成员c o n s tC S t r i n g L i s t&G e t F i l e L i n e L i s t()

8、；，肥N C 程序的内容以字符的形式存放到字符串变量m _ s t r F i l e A l l 中，并在以、I l 为标志将该字符串即每个程序段加入字符串链表m-J e L i n e L i s t 中；B O O LI s T h e r e C h a r(C S t r i n gs t r L i n e。T C H A Rc)；x 寸N、G、M、x、Y、z、I、J、K、R、U、V、w、S、T、F 等地址符的识别；c o n s tC S t r i n g L i s t&L i n e T o W o r d(C S t r i n g)；1)Z 空格为标志将程序中所有识别为

9、字，并存放到字链表m _ s W o r d l i s t 中；l o n g G e t C h a r V a l u e(C S t r i n gs 缸L i n e，T C H A R c)；，廒得字符的实际值；C S t r i n gG e t W o r d O r d e r(c o n s tC S t r i n g L i s t&)；，确定程序段中各地址符的顺序；B O O LL e x i c a l P a r s e rc o n s tC S t r i n g L i s t&。i n t)；，尉N C 程序进行词法分析，并检查其中的词法错误；B O O

10、LS y n t a x P a r s e r()；对N C 程序进行语法分析和简单的语义分析，并检查其中的语法错误；v o i dF i l e C o m p i l e r()；阚用词法和语法程序对N C 程序进行词法和语法检查。C S t r i n gm _ s F i l e N a m e；所已录程序名；C S t r i n gm _ s F i l e P a t h N a m e；肌己录程序的存放路径；C S t r i n g L i s tm _ s W o r d l i s t；-4 存放程序段中字的链表；C S t r i n g L i s tm _ F i

11、 l e L i n e L i s t；胴陧序段链表；C S t r i n g m _ s t r F i l e A I I；-4 亭放程序的内容；C S t r i n g L i s tm _ W r o d R u l e L i s t；-4 字放数控系统G、M 功能规则库；i n tm _ W a m i n g T o t a l；肌己录编译结果中词法、语法警告信息的数目；i n tm _ E r r o r T o t a l；价己录编译结果中词法、语法错误信息的数目；C W o r d A r r a ym _ w a r y E r L i n e N u m；优已录错

12、误信息在N C 程序中的程序段号；C S t r i n g L i s tm _ E r r o r I n f o r m a t i o n L i s t；4 字放错误信息链表o4 1 2 仿真模块的主要数据成员C T y p e d P t r L i s t m _ C u r v e L i s t；存放N c 程序刀位信息；a f x _ m s gv o i dO n N c C o m p i l e()；，启动编译模块，对N c 程序进行词法、语法检查；a f x _ m s gv o i dO n J i a g o n g E m u l a t e()；，启动仿真模

13、块，若加工指令为G 0 0 则调用类C L i n e G 0 0 完成刀具快速定位的轨迹仿真；若为G 0 1 则调用类C L i n e 完成刀具直线插补的轨迹仿真；若为G 0 2或G 0 3 则调用类C A r c 完成刀具圆弧插补的轨迹仿真。4 2N C 代码编译器的应用N C 代码编译器软件主界面主要由菜单栏、工具栏、N C 代码窗1 2 1、仿真窗口、编译结果显示窗口等组成，如图4 所示。该图为某零件的数控车削精加工的编译及二维仿真的应用实例，N C 程序经过编译器编译后的结果将在编译结果显示窗口中显示。如果编译结果显示窗口中提示有错误和警告信息，则可以直接在N C代码窗口中根据提示

14、信息进行N C 程序的修改；然后再编译，直到编译结果显示窗口中无错误和警告提示信息为此，经过编译无误后方可进行N C 程序的仿真加工。图4N C 程序的编译及其加工仿真应用用户可以通过界面中的“文件”菜单可以直接进行“打开“t x t 格式的N C 加工程序”、保存“N C 加工程序”等操作；通过“设置”菜单可以进行加工参数和系统参数的设置；通过“编译”菜单对N C 程序的编译后，在由“仿真”菜单进行仿真加工演示。该编译器的操作简单、界面友好、交互性好。对于改善数控编程教学的效果起到积极作用，一方面大大缩短数控加工的时间，提高了效率；另一方面增强了学生对数控程序的理解，变静态教学为动态教学，提

15、高了数控编程教学的质量。5 结论N C 程序编译器作为数控加工仿真系统的重要组成部分，主要完成对N C 程序的词法、语法及其逻辑结构检查，并根据检查结果提取N C 程序中驱动仿真模块的加工信息。在此基础上，本文研究的N C 程序编译器总体结构上分为编译模块和仿真模块两大部分，主要研究了数控加工仿真系统对N C 程序的编译方法的实现过程和N C 程序加工仿真的实现过程以及两者之间的接口问题。该编译器已成功应用于数控车削编程的教学，变静态教学为动态教学，对于提高车削编程教学质量和增强学生对数控编程知识的理解起到积极作用。参考文献1 姜桂平，王国锋，郑惠江虚拟数控车床加工技术的研究 J 制造技术与机

16、床。2 0 0 7(4)2 徐立平，黄中信沈荣辉数控车削加工仿真系统的研究 J 机械设计与制造，2 0 f f i (3)3 伍抗逆，李斌，防洁红面向开墩拭数控系统|平台的N C 代罔解释器开发 J J 中国胡蒯江程2 0 0 6(2)4(美)迈克马特森M i k eM a t t s o n 著C N CP r 印m m i l l gP r i n c i p l e sa n dA p-p l i c a t i o n 粤 M 北京：机械工业出版社，2 0 0 45 沙智华，张生芳等通用数控代码编译系统研究与实现 J 中国柳捌程，2 0 0 3(9)6 张国彬，林亨等车削中心数控加工仿

17、真系统程序检查模块的开发 J 机械设计与制造2 0 0 t(3)7W a n gY a n-y a n。L iY u e-a n，W uY a o-h u a，e ta LS i m u l a t i o nR e s e a r c h i n ga b o u tA G VN a v i g a t i o nB a s e dV i r t u a lM a r k E J M e c h a t r o n i c s，2 0 0 5 3：3 08 W a n g T i a n-m i a a T h e D e s i g n a n d t h e D e v e l o p

18、m e n t o f E m b e d d e d s y 础釉 M】B e i j i n g：T s i n g h u aU n i v e r s i t yP r e s s，2 0 0 2，9：1 0 1 万方数据数控车削虚拟仿真系统代码编译器的研究与开发数控车削虚拟仿真系统代码编译器的研究与开发作者：肖忠跃，刘朝晖，周燕辉，谢世坤，XIAO Zhong-yue，LIU Chao-hui，ZHOU Yan-hui，XIE Shi-kun作者单位：井冈山大学工学院,吉安,343009刊名：机械设计与制造英文刊名：MACHINERY DESIGN&MANUFACTURE年，卷(期)

19、：2009(7)被引用次数：1次 参考文献(8条)参考文献(8条)1.Wang Tian-miao The Design and the Development of Embedded System 20022.Wang Yan-yan;Li Yue-an;Wu Yao-hua Simulation Researching about AGV Navigation Based Virtual Mark期刊论文-MECHATRONICS 2005(03)3.张国彬;林亨 车削中心数控加工仿真系统程序检查模块的开发期刊论文-机械设计与制造 2001(03)4.沙智华;张生芳 通用数控代码编译系统研

20、究与实现期刊论文-中国机械工程 2003(09)5.迈克马特森 CNC Proogramming Principles and Ap-plications 20046.伍抗逆;李斌;陈吉红 面向开放式数控系统平台的NC代码解释器开发期刊论文-中国机械工程 2006(02)7.徐立平;黄中信;沈荣辉 数控车削加工仿真系统的研究期刊论文-机械设计与制造 2007(03)8.姜桂平;王国锋;郑惠江 虚拟数控车床加工技术的研究期刊论文-制造技术与机床 2007(04)引证文献(1条)引证文献(1条)1.王强锋 基于VB环境的Fanuc 0-TD数控车床仿真系统的开发与研究期刊论文-制造技术与机床 2010(6)本文链接：http:/