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摘要数控车削程序的编制过程具有经验性和动态性，可靠性难以保证。
有针对性的开发数控模拟编程器，检验手工编制的NC程序并进行动态仿真加工，具有很好的生产、教学及培训价值。
本文研究开发的是在Windows下安装的，用VB6.0语言编写的西门子系统数控车削模拟编程器。
论文以西门子系统数控车床为仿真对象，重点探讨了仿真系统自动运行数控加工程序的动态演示及其实现技术，具体包括：用二维图形模拟显示实心或空心毛坯；提供五种常用的车削刀具，通过刀具图片背景色透明处理解决双边车削等问题；针对数控程序的译码处理和插补功能，研究开发了译码模块、直线插补和圆弧插补模块。
加工仿真测试结果：系统具有比较友好的数控车床操作界面，能实现G00，G01，G02，G03，G33等准备功能和M01，M03，M04，M05，M08等辅助功能以及换刀指令等基本指令的动态仿真，既能进行外圆的模拟加工也能实现孔的切削加工。
结果表明：本文系统能有效地检验由基本指令构成的数控车削程序的正确性，满足数控人才培训的基本需要。
关键词：数控车削；仿真加工；数控程序检验；VB语言AbstractSequence programming for a numerically controlled (NC) lather is usually of experiential and dynamic feature, thus it is hard to ensure the reliability. Therefore, development of NC simulation programmer for verification of the manually programmed NC sequences and for dynamical and emulation machining will have full weight with practical production, teaching and training.The objective of this paper is to study the Siemens System NC Lather Simulation Programmer, which was written in VB6.0 language and installed under Windows operating system. Taking the Siemens System NC Lather as the object for emulation, the study of this paper emphasizes on the dynamic presentations and the technology used in the emulation system when automatically running NC machining program. The content covers: Analogue display of roughcast solid or hollow work pieces with planar graphics; Solve problems on two-edge cutting by making the background of seven normal kinds of cutting blades pictures transparent; As for code-treatment and interpolation functions, modules for code translation, linear and circular interpolation were developed for the numerical control program. The result of the emulation test shows: With a more friendly interface for NC lather operation, the system can realize: preparatory functions such as G00, G01, G02, G03 and G33; auxiliary functions such as M01, M03, M04, M05 and M08; dynamic emulation of the essential commands, e.g. changing the cutting blades; both outer circle simulation machining and bore milling can be performed. All these have proved that the system can effectively check the correctness of numerically controlled machining program that consists of the essential commands, and thus satisfy the practical demand for training the NC lather operators.Keywords: Numerically Controlled Machining Emulation Machining NC Program Verification VB Language目录1 绪论 (1)1.1数控仿真技术概述 (1)1.1.1数控仿真技术的提出 (1)1.1.2数控仿真技术的分类 (1)1.1.3国内外数控仿真技术的研究现状 (2)1.1.4数控仿真技术的发展动向和发展趋势 (3)1.2课题的来源 (3)1.3论文选题背景、研究内容和研究目标 (4)1.3.1选题背景 (4)1.3.2主要研究内容 (4)1.3.3研究目标 (4)1.4论文组织结构 (5)2系统开发工具及运行环境 (5)2.1面向对象术技 (5)2.1.1面向对象程序设计中的基本概念 (5)2.1.2面向对象的三大特征 (6)2.2面向对象的Visual Basic6.0 (6)2.2.1 VB语言概述 (6)2.2.2可视化设计基本控件 (7)2.2.3可视化设计高级控件 (7)2.3本章小结 (8)3数控车削模拟编程器总体方案 (8)3.1数控车削模拟编程器方案选择 (8)3.1.1数控仿真系统的几种实现方案 (8)3.1.2选择VB的理由 (9)3.2数控车削模拟编程器基本要求 (9)3.3数控车削模拟编程器总体设计结构 (9)4数控车削模拟编程器基本操作部分的设计 (10)4.1数控车削模拟编程器操作界面的设计和安排 (10)4.2数控车削模拟编程器基本操作功能的程序设计 (12)4.2.1回零方式 (13)4.2.2增量方式 (13)4.2.3手动方式 (13)4.2.4单段和自动方式 (14)4.3本章小结 (15)5数控车削模拟编程器关键技术研究 (15)5.1译码模块 (15)5.1.1程序段格式和组成 (16)5.1.2代码识别 (18)5.1.3功能码译码 (18)5.2快速定位模块 (19)5.3插补模块 (19)5.3.1插补介绍 (19)5.3.2逐点比较法插补原理分析 (20)5.3.3插补模块的软件实现 (20)5.4系统动画与真实感处理技术 (22)5.4.1毛坯建模 (22)5.4.2数控仿真系统刀具的动画实现 (22)5.4.3数控仿真系统工件形状的动画实现 (23)5.4.4数控仿真系统双边切削的动画实现 (23)5.4.5数控仿真系统自动加工时的编程方式处理 (23)5.4.6数控仿真系统加工程序段连续执行的软件实现 (23)6面向车削加工仿真系统的应用实例 (24)6.1镗孔—螺纹实例 (24)6.2综合加工零件实例 (25)结论 (28)致谢 (29)参考文献 (30)附录 (31)附录1源程序 (31)附录2软件测试分析报告 (60)附录3使用说明书 (61)附录4翻译资料 (65)翻译资料(英文) .......................................... 错误！未定义书签。
数控插补仿真系统开发当今，在NC程序自动检查中，主要研究方向是数控加工图形仿真。
数控仿真对加工过程仿真模拟演示，可以检验数控程序的正确性和合理性，大大降低工艺试切法的高成本和高消耗，大大缩短新产品开发周期。
1 国内数控外仿真加工研究概况国外很早就对仿真加工有研究，Kawabe等人最早利用刀具轨迹，采用逐点比较法形成插补器获取刀具加工零件框架图。
但是目前研究向三维实体仿真发展，如：Aderson 研究了三维碰撞检验算法，K.K.Wa ng研究了布尔运算的NC检验系统等。
目前，国外，数控仿真系统已经发展到实用化，商品化的阶段。
如PTC 公司的Pro/E 软件在数控加工上提供多重走刀方法，对选择加工路径。
刀具，毛坯，测量，通用后置处理都有很强的功能。
国内这一领域开展较晚，但目前在仿真系统开发也取得很大的进展。
CAXA是我国本土的软件，主要面向中小型企业，而且实用性较强，能实现CAD/CAM勺集成，能形成NC代码。
2数控系统仿真的发展现状与存在的问题2.1数控系统仿真的发展现状为确保数控程序的正确性，在生产中常采用易切削的材料代替工件进行试切，检验加工指令，也有采用轨迹显示法。
但这些方法费工费料，使生产成本上升，增加了生产周期。
为此，人们直在研究能逐步代替试切的计算机仿真方法，并在试切环境的模型化、仿真计算和图形显示等方面取得了重要的进展，目前正向提高模型的精确度、仿真计算实时化和改善图形显示的真实感等方向发展。
从试制环境的模型特点来看，目前NC切削过程仿真分几何仿真和力学仿真两个方面。
几何仿真不考虑切削参数、切削力及其它物理因素的影响，只仿真刀具工件几何体的运动，以验证NC程序的正确性，可以减少或消除因程序错误而导致的机床损伤、夹具破坏或刀具折断、零件报废等问题；同时可以减少从产品设计到制造的时间，降低生产成本。
切削过程的力学仿真属于物理仿真范畴，它通过仿真切削过程的动态力学特性来预测刀具破损、刀具振动、控制切削参数从而达到优化切削过程的目的。
机床数控系统插补算法本文对影响机床数控系统效率和精度的核心技术，即机床数控系统插补算法进行探讨。
关键词：机床数控系统插补算法一、插补算法决定数控系统加工效率和精度在机床运动控制系统中，运动控制分为点位控制、直线控制和轮廓控制三类。
点位控制又称为点到点控制，能实现由一个位置到另一个位置的精确移动，即准确控制移动部件的终点位置，但并不考虑其运动轨迹。
直线控制除了控制终点坐标值之外，同时还要保证运动轨迹是一条直线，这类运动不仅控制终点位置的准确定位，还要控制运动速度。
轮廓控制既要保证终点坐标值，还要保证运动轨迹在两点间沿一定的曲线运动，即这类运动必须保证至少两个坐标轴进行连续运动控制。
数控系统基本都有两轴及多轴联动的功能。
数控系统是根据用户的要求进行设计，按照编制好的控制算法来控制运动的。
其数控系统不同，功能和控制方案也不同，所以数控系统的控制算法是设计的关键，对系统的精度和速度影响很大。
插补是数控系统中实现运动轨迹控制的核心。
数控装置根据输入的零件程序的信息，将程序段所描述的曲线的起点、终点之间的空间进行数据密化，从而形成要求的轮廓轨迹，对于简单的曲线，数控系统比较容易实现，但对于较复杂的形状，若直接生成算法会变得很复杂，计算机的工作量也会很大。
因此可以采用小段直线或者圆弧去拟合，这种“数据密化”机能就是插补。
插补的任务就是根据轮廓形状和进给速度的要求，在一段轮廓的起点和终点之间，计算出若干个中间点的坐标值。
插补的实质就是“数据点的密化”。
因此，在轮廓控制系统中，加工效率和精度取决于插补算法的优劣。
二、插补算法体现数控系统的核心技术1.插补算法的研究途径目前对插补方算法的研究有：一是基于圆弧参数方程的、以步进角为中间变量的新型圆弧插补算法;结合计算机数值运算的特点，改进了距离终点判别方法，利用下一插补点与插补终点的距离作为终点判别依据。
二是割线进给代替圆弧进给的插补方法和递推公式，这种方法计算简便、快速，容易达到精度要求，避免了原来算法的近似取值的缺点，能够提高数控机床的插补精度和加工效率。
摘要数控机床是当今机械制造业的工作母机，在我国的应用越来越广泛。
对数控操作人员的培训已经成为一个非常重要的问题。
该文详细阐述了数控车床的功能、特点和广州数控车床操作过程。
利用VB6. 0作为开发工具，设计出基于网络的数控车床操作仿真软件。
该仿真软件具有基于Windows全中文的操作环境，良好的人机交互界面，便于学生学习。
同时该软件能实现数控车床的基本操作过程。
包括各级子界面操作，同时能完成程序的打开输入、保存、选择，图形界面显示区的范围设定，刀具偏置参数输入等功能，并在仿真过程中实现数据的动态显示和轨迹的动态显示。
同时本文还对下一步的工作做出展望，为以后的工作指出方向。
关键词计算机数控；模拟仿真；图形界面；VB6.0AbstractNumerical control machine tool is working master in machine-made industry in the current time, which is used more and more in China. It became a very important that train themanipulatorof CNCmachinetool. This paper amply discusses the CNC lathe's fuNction, characteristics and the operating process of CNC lathe of guangzhou after the LAN's composing technologies and basic ideas.It schemes out operating simulation of CNC lathe basing on network using the tool of VB6.0.Thesimulation software has Chinese operating condition based on windows and well man-machine interface convenient for students to study.Alsothe simulation can actualize all process about CJK6032 CNC lathe operating,including the operating of primary interface and every sub interface, and it can achieve such function as programopen -ing,input,save,choice, design of size range,of graphical interfaces, eNtering parameter of tool wrap ,also it can dynamic show the data and track in the process of simulation. Finally this paper "makes way and expectation to point out next work.Keywords Computer Numerical Control Operating Simulation GUI VB6.0目录1绪论 (1)1.1数控仿真技术的概述 (1)1.1.1数控加工仿真的发展现状 (1)1.1.2数控加工仿真存在的问题 (1)1.2选题背景与意义 (2)1.3数控仿真系统的研究现状及其发展趋势 (3)2系统开发工具及运行环境 (5)2.1面向对象技术 (5)2.1.1面向对象程序中的基本概念 (5)2.1.2面向对象的三大特征 (5)2.2面向对象的Visual Basic6.0 (6)2.2.1VB语言概述 (6)2.2.2可视化设计基本控件 (7)2.2.3可视化设计高级控件 (7)2.2.4常见的用户触发事件 (8)2.2.5窗体的设计 (8)2.2.6控件设计 (8)2.2.7交互界面设计 (9)2.2.8系统界面的整体布局 (10)2.3本章小结 (11)3数控车削加工及NC代码的处理 (12)3.1数控车床加工工件的成形原理 (12)3.2程序设计的任务 (12)3.3车削仿真系统的设计 (12)3.3.1车削加工仿真的任务 (12)3.3.2工件毛坯的模型设计 (13)3.3.3刀库的建立 (14)3.4NC代码的处理 (15)3.4.1仿真接口的设计和实现 (15)3.4.2NC代码编译器的设计原理 (16)3.4.3NC代码的翻译流程 (16)3.4.4NC代码的修改与确认 (17)3.4.5NC代码翻译与仿真系统的集成 (19)3.5本章小结 (19)4数控插补原理和模拟仿真加工 (20)4.1插补仿真系统的设计 (20)4.2插补仿真系统的实现 (22)4.3仿真数据的记录 (22)4.4零件加工过程干涉碰撞检查 (22)4.4.1干涉检查算法 (23)4.4.3产生干涉报告 (25)4.5数控仿真系统的模拟车削实例 (25)4.6综合加工零件 (31)4.7 本章小结 (32)5结论与展望 (33)5.1结论 (33)5.2展望 (33)致谢 (35)参考文献 (36)附录 (37)附录1 (37)附录2 (47)附录3 (48)附录4 ....................................................................................... 错误！未定义书签。
G代码功能说明指令格式G00 快速定位 G00 X__ Y__ Z__G01 直线插补 G01 X __ Y __ Z__；一般直线插补模式 N100 G01 X__ Y__, C__N105 G01 X__ Y__ ；转角倒角模式,C__ ：假想转角处到倒角切削开始点或终点的距离 N100 G01 X__ Y__ ,R__N105 G01 X__ Y__ ；转角倒圆角模式,R__ ：转角的圆弧半径，N100和N105的交点处执行圆角倒角 G17;G01 A_X_(Y_);直线角度模式A：直线与平面第一轴的夹角X：终点的X坐标G02 圆弧插补(顺时针) G02 X__ Y__ R__ F__R ：圆弧半径G03 圆弧插补(逆时针) G03 X__ Y__ R__ F__G04 暂停 G04 X__或G04 P__G02.1 渐开线插补（顺时针） G02.1 X__ Y__ I__ J__ F__ P__I，J ：圆弧中心坐标P ：螺距数，回转数G03.1 渐开线插补（逆时针） G03.1 X__ Y__ I__ J__G02.3 指数函数插补(正转) G02.3 X__ Y__ I__ J__ R__ F__ Q__I、J：角度；R：定数值；F：初期进给速度；Q：终点进给速度。
G03.3 指数函数插补(反转) G03.3 X__ Y__ I__ J__ R__ F__ Q__I、J：角度；R：定数值；F：初期进给速度；Q：终点进给速度。
G05 高速高精度制御Ⅰ G05 P10000 ；高速高精度制御开启 G05 P0 ；高速高精度制御关闭G05 P3 ；高速加工开启G05 P0 ；高速加工关闭G05.1 高速高精度制御Ⅱ G05.1 Q1 ；高速高精度制御开启 G05.1 Q0 ；高速高精度制御关闭G05.2 Q2 X0 Y0 Z0；自由曲面高精度模式开启G05.1 Q0 ；自由曲面高精度模式关闭G07.1 圆筒插补 G07.1 C__C：圆筒半径G09 正确停止检查 G09G10 程式参数输入/补正输入 G90 G10 L2 P__ Xp__Yp__Zp__G91P：0 外部工件坐标1 G542 G553 G564 G575 G586 G59P为0~6以外数字时，P之值视为1。
一、课程设计的内容用计算机高级编程语言（如VB，VC++等）来实现数控装置中的一个基本的功能——刀具补偿功能（亦即仿真数控装置的刀具补偿功能），要求对任意给定的某一由直线与圆弧组成的平面几何轮廓：二、课程设计的要求与数据具体的要求如下：（1）能实现四种转接（直线—直线、直线—圆弧、圆弧—直线、圆弧—圆弧）；（2）能实现三种过渡方式（伸长型、缩短型、插入型）；（3）能实现左、右刀补（即G41，G42）。
#（4）在屏幕上绘出刀具的中心轨迹。
三、课程设计应完成的工作每个学生应在规定时间内，独立完成所选题目。
运用VB编程语言，编写计算机软件在WINDOWS实现数控装置的计算机仿真。
要求清楚地分析问题、提出算法、确定人机界面、列出流程图，最后用程序验证，完成软件测试，并且提交程序说明书。
对选择典型零件编程题目的学生，要求用编写计算机软件的方法解决数控过程的一个问题。
可以任选用本人熟悉的一种编程语言，要求清楚地分析问题、提出算法、列出流程图，最后用程序验证，并且提交程序说明书。
"四、课程设计进程安排# 】目录一、内容提要 (2)二、软件功能介绍 (2)软件窗口界面 (2)软件功能简介 (2)三、刀具半径补偿知识 (3)概念 (3)主要用途 (3)常用方法 (3)四、刀具半径补偿算法 (4)转接点算法说明 (4)刀具补偿算法 (6)五、仿真结果图 (8)六、设计总结 (9)七、参考文献 (10)八、附录（部分代码） (11)一、内容提要本文介绍了以Visual Basic 为开发工具，制作程序来实现数控装置中的一个基本的功能--刀具补偿功能（亦即仿真数控装置的刀具补偿功能），要求对任意给定的某一由直线与圆弧组成的平面几何轮廓；（1）能实现四种转接（直线--直线，直线--圆弧，圆弧--直线，圆弧--圆弧）；（2）能实现三中过渡方式（伸长型，缩短型，插入型）；（3）能实现左，右刀补（即G41，G42）。
G代码功能说明指令格式G00 快速定位 G00 X__ Y__ Z__G01 直线插补 G01 X __ Y __ Z__；一般直线插补模式 N100 G01 X__ Y__, C__N105 G01 X__ Y__ ；转角倒角模式,C__ ：假想转角处到倒角切削开始点或终点的距离 N100 G01 X__ Y__ ,R__N105 G01 X__ Y__ ；转角倒圆角模式,R__ ：转角的圆弧半径，N100和N105的交点处执行圆角倒角 G17;G01 A_X_(Y_);直线角度模式A：直线与平面第一轴的夹角X：终点的X坐标G02 圆弧插补(顺时针) G02 X__ Y__ R__ F__R ：圆弧半径G03 圆弧插补(逆时针) G03 X__ Y__ R__ F__G04 暂停 G04 X__或G04 P__G02.1 渐开线插补（顺时针） G02.1 X__ Y__ I__ J__ F__ P__I，J ：圆弧中心坐标P ：螺距数，回转数G03.1 渐开线插补（逆时针） G03.1 X__ Y__ I__ J__G02.3 指数函数插补(正转) G02.3 X__ Y__ I__ J__ R__ F__ Q__I、J：角度；R：定数值；F：初期进给速度；Q：终点进给速度。
G03.3 指数函数插补(反转) G03.3 X__ Y__ I__ J__ R__ F__ Q__I、J：角度；R：定数值；F：初期进给速度；Q：终点进给速度。
G05 高速高精度制御Ⅰ G05 P10000 ；高速高精度制御开启 G05 P0 ；高速高精度制御关闭G05 P3 ；高速加工开启G05 P0 ；高速加工关闭G05.1 高速高精度制御Ⅱ G05.1 Q1 ；高速高精度制御开启 G05.1 Q0 ；高速高精度制御关闭G05.2 Q2 X0 Y0 Z0；自由曲面高精度模式开启G05.1 Q0 ；自由曲面高精度模式关闭G07.1 圆筒插补 G07.1 C__C：圆筒半径G09 正确停止检查 G09G10 程式参数输入/补正输入 G90 G10 L2 P__ Xp__Yp__Zp__G91P：0 外部工件坐标1 G542 G553 G564 G575 G586 G59P为0~6以外数字时，P之值视为1。
