開源數控用戶基礎手冊

開源數控EMC2顧客手冊第1章

前言ForewordEMC2ismodularandflexible.Theseattributesleadmanytoseeitasaconfusingjumbleoflittle

thingsandwonderwhyitisthewayitis.Thispageattemptstoanswerthatquestionbeforeyou

getintothethickofthings.

EMC2是模塊化設計，柔性很強。諸多人都覺得它是由某些令人困惑小東西堆疊而成，很奇怪它是如何做到。那么在進入實質內容此前，讓咱們一方面試圖回答這個問題。EMCstartedattheNationalInstituteofStandardsandTechnologyintheUSA.Itgrewupusing

Unixasit’soperatingsystem.Unixmadeitdifferent.AmongearlyUnixdeveloperstheregrewaset

ofcodewritingideasthatsomecalltheUnixway.TheseearlyEMCauthorsfollowedthoseways.

EMC項目來源于NIST（美國國標與技術研究院）。它起初是在Unix操作系統下運營，這使它與眾不同。初期Unix開發(fā)者規(guī)定了某些代碼編寫原則或辦法，稱為Unix編程辦法（Unixway），EMC項目作者們遵循了這些辦法。EricS.Raymond，inhisbookTheArtofUnixProgramming，summarizestheUnixphilosophy

asthewidely-usedengineeringphilosophy，"KeepitSimple，Stupid"(KISSPrinciple).

HethendescribeshowhebelievesthisoverallphilosophyisappliedasaculturalUnix

norm，althoughunsurprisinglyitisnotdifficulttofindsevereviolationsofmostofthe

followinginactualUnixpractice:

*RuleofModularity：Writesimplepartsconnectedbycleaninterfaces.

*RuleofClarity：Clarityisbetterthancleverness.

*RuleofComposition：Designprogramstobeconnectedtootherprograms.

*RuleofSeparation：Separatepolicyfrommechanism；separateinterfacesfromengines.

EricS.Raymond在她著作《TheArtofUnixProgramming》中把Unix哲學上升為普遍合用工程哲學，即“KISS原則”（KeepitSimple，Stupid）（保持簡樸化、傻瓜化）。然后她描述了這個KISS原則和Unix規(guī)范之間文化紐帶，盡管她也明明懂得在Unix編程實踐中找到違背這些規(guī)則例子代碼也是不困難和不令人驚奇。

模塊化原則：寫出具備清晰接口簡樸模塊。

簡潔性原則：簡潔比聰穎更重要。

組合性原則：設計程序是為了和其他程序對接。

分離性原則：把方略從機制中分離出來，把接口從上分離出來。（譯者注：這句太難懂了，個人理解：從面向對象角度說，就是把解決問題辦法和問題自身分離，也就是辦法和數據分離；然后把接口從辦法中分離出來。）MrRaymondofferedseveralmorerulesbutthesefourdescribeessentialcharacteristicsoftheEMC2

motioncontrolsystem.

Raymond先生還提出了某些其他原則，但這四個原則就是EMC2運動控制系統最重要特性。TheModularityruleiscritical.Throughoutthesehandbooksyouwillfindtalkoftheinterpreteror

taskplannerormotionorHAL.Eachoftheseisamoduleorcollectionofmodules.It’smodularity

thatallowsyoutoconnecttogetherjustthepartsyouneedtorunyourmachine.

模塊化原則是最核心原則?？v觀EMC2系列手冊，你會發(fā)現無論是G代碼解釋器、任務規(guī)劃器、運動控制器，還是硬件抽象層（HAL），它們都是模塊或模塊集合。模塊化使你能把需要功能集成起來構成一種系統，而不需要某些則可以去掉。TheClarityruleisessential.EMC2isaworkinprogress–itisnotfinishednorwilliteverbe.Itis

completeenoughtorunmostofthemachineswewantittorun.Muchofthatprogressisachieved

becausemanyusersandcodedevelopersareabletolookattheworkofothersandbuildonwhat

theyhavedone.

簡潔性原則是最重要原則。EMC2項目已經可以在諸多機器系統上運營，但它依然是一種正在進行項目，它永遠也不會停止。EMC2成功歸功于許多顧客以及代碼開發(fā)人員。由于遵守了簡潔性編程原則，人們才可以互相看到彼此工作，并很容易理解代碼以及為其添加新內容。TheCompositionruleallowsustobuildapredictablecontrolsystemfromthemanymodules

availablebymakingthemconnectable.Weachieveconnectabilitybysettingupstandardinterfaces

tosetsofmodulesandfollowingthosestandards.

組合性原則促使開發(fā)人員為模塊提供可連接性，這樣使用人員就可以從許多模塊中只選取她們需要模塊來構成目的系統。EMC2組合性是通過原則接口以及符合該接口原則模塊實現。TheSeparationrulerequiresthatwemakedistinctpartsthatdolittlethings.Byseparatingfunctions

debuggingismucheasierandreplacementmodulescanbedroppedintothesystemand

comparisonseasilymade.

分離性原則規(guī)定開發(fā)人員盡量分解系統功能，并用不同部件實現它們。這樣做好處一是便于調試，二是可以以便比較同一功能不同實現（由于它們有相似接口，可以很容易組合進系統中進行測試）。WhatdoestheUnixwaymeanforyouasauserofEMC2.Itmeansthatyouareabletomakechoices

abouthowyouwillusethesystem.Manyofthesechoicesareapartofmachineintegration，butmany

alsoaffectthewayyouwilluseyourmachine.Asyoureadyouwillfindmanyplaceswhere

youwillneedtomakecomparisons.Eventuallyyouwillmakechoices，"I’llusethisinterfacerather

thanthat”or，“I’llwritepartoffsetsthiswayratherthanthatway."Throughoutthesehandbooks

wedescribetherangeofabilitiescurrentlyavailable.

那么Unix規(guī)范對于使用者又意味著什么呢？它意味著你可以選取如何配備EMC2系統功能以適應你數控系統，也就是說配備EMC2系統是設計數控機床工作一某些。同步EMC2某些功能或配備又反過來影響你設計數控機床辦法和過程。在閱讀系列手冊過程中，你會一邊看一邊比較，最后你也許說：“我將使用這個接口而不使用那個接口”，或者“我將這樣使用部件偏移而不會那樣使用”。繼續(xù)看下去吧，在系列手冊中，咱們將討論所有這些功能和配備。AsyoubeginyourjourneyintousingEMC2weoffertwocautionarynotes:2

PraphrasingthewordsofDougGwynonUNIX："emc2wasnotdesignedtostopitsusersfrom

doingstupidthings，asthatwouldalsostopthemfromdoingcleverthings."

LikewisethewordsofStevenKing："emc2isuser-friendly.Itjustisn’tpromiscuousabout

whichusersit’sfriendlywith."

在你繼續(xù)閱讀之前，咱們提供兩條注意事項：EMC2不會防止它使用者干傻事，由于那會同樣防止它使用者干聰穎事。EMC2必定是顧客和諧，只但是它在對哪個顧客和諧問題上，用情比較專一而已。第2章

EMC2TheEnhancedMachineControl

2.1

關于本手冊ThefocusofthismanualisonusingEMC.ItisintendedtobeusedonceEMCisinstalledand

configured.ForstandardinstallationsseetheGettingStartedGuideforstepbystepinstructions

togetyouupandgoing.FordetailedinformationoninstallationandconfigurationofEMCseethe

IntegratorManual.

本手冊焦點是如何使用EMC2。當EMC2安裝并配備完畢后應當閱讀本手冊。關于簡易安裝EMC2問題，請參見入門手冊“GettingStartedGuide”。關于安裝和配備詳細信息，請參見綜合手冊“IntegratorManual”。

2.2

EMC2如何工作TheEnhancedMachineController(EMC2)isalotmorethanjustanotherCNCmillprogram.It

cancontrolmachinetools，robots，orotherautomateddevices.Itcancontrolservomotors，stepper

motors，relays，andotherdevicesrelatedtomachinetools.TherearefourmaincomponentstotheEMC2software：amotioncontroller，adiscreteI/Ocontroller,

ataskexecutorwhichcoordinatesthem，andgraphicaluserinterfaces.Inadditionthereis

alayercalledHAL(HardwareAbstractionLayer)whichallowsconfigurationofEMC2withoutthe

needofrecompiling.

可不敢把EMC2想象成此外一種CNC數控加工程序，它能做可多了。它可以控制機床、機器人、自動化設備，還能控制伺服電機、步進電機、繼電器以及其他機床電器。

EMC2由四個重要某些：運動控制器、離散IO控制器、任務執(zhí)行器（用來協調這四個部件）、圖形顧客界面。此外尚有一種硬件抽象層HAL（HardwareAbstractionLayer），有了HAL，無需重新編譯EMC2，就可以按照實際需要配備EMC2硬件。Figure2.1showsasimpleblockdiagramshowingwhatatypical3-axisEMC2systemmightlook

like.Thisdiagramshowsasteppermotorsystem.ThePC，runningLinuxasitsoperatingsystem,

isactuallycontrollingthesteppermotordrivesbysendingsignalsthroughtheprinterport.These

signals(pulses)makethestepperdrivesmovethesteppermotors.TheEMC2canalsorunservo

motorsviaservointerfacecardsorbyusinganextendedparallelporttoconnectwithexternal

controlboards.AsweexamineeachofthecomponentsthatmakeupanEMC2systemwewill

remindthereaderofthistypicalmachine.

圖2.1（參見英文原版圖片）方框圖展示了一種典型3軸數控系統看起來樣子。這是一種步進電機系統。PC機上運營著Linux操作系統和EMC2程序，控制信號則從打印口（并口）傳送到電機驅動器上，電機驅動器依照控制信號驅動步進電機（固然EMC2也可以通過伺服接口卡或使用與擴展并口相連外部控制卡來控制伺服電機）。咱們接下來會簡介EMC2系統每一種構成某些，在簡介過程中也許會重復提到這幅圖片。

2.3

顧客接口AuserinterfaceisthepartoftheEMC2thatthemachinetooloperatorinteractswith.TheEMC2

comeswithseveraltypesofuserinterfaces:

AXISanOpenGL-basedGUI(GraphicalUserInterface)，withaninteractiveG-Codepreviewer.

Thisinterfaceisoneofthefewthatarestillunderactivedevelopmentandimprovement.

Keystickacharacter-basedscreengraphicsprogramsuitableforminimalinstallations(without

theXserverrunning).

XemcanXWindowsprogram

twoTcl/Tk-basedGUIsnamedTkEMCandMini

aHALbaseduserinterfacecalledhalui，whichallowstocontrolemc2usingknobsand

switches

atelnetbaseduserinterfacecalledemcrsh，whichallowscommandstobesenttoemc2from

remotecomputers

顧客接口是EMC2一某些，機床操作員與這個接口交互從而達到操作機床目。EMC2提供了幾種不同顧客接口供顧客選取使用：

AXIS界面：是一種基于“OpenGL”圖形顧客界面，有一種交互式G代碼預覽器。AXIS界面當前依然處在持續(xù)開發(fā)升級過程中。

Keystick界面：是一種基于字符界面，沒有圖形，只但是字符排列有規(guī)律，看起來像圖形同樣。只能用鍵盤操作。如果目的系統沒有Xserver，還想使用EMC2話，就只能用這個將就了。

Xemc界面：一種XWindows圖形顧客界面。

TkEMC界面和Mini界面：兩個基于“Tcl/Tk”圖形顧客界面。

halui顧客接口：基于HAL顧客接口，容許使用開關、旋鈕控制EMC2系統。

emcrsh顧客接口：基于telnet顧客接口，容許用遠程計算機發(fā)來命令控制EMC2系統。2.4

語言EMC2usestranslationfilestotranslateEMCUserInterfacesintomanylanguages.Youjustneedto

loginwiththelanguageyouintendtouseandwhenyoustartupEMCitcomesupinthatlanguage.

IfyourlanguagehasnotbeentranslatedcontactadeveloperontheIRCorthemailinglistifyou

canassistinthetranslation.

EMC2使用翻譯文獻把顧客接口翻譯成各種語言。你只需用你想使用語言登錄進操作系統，然后當你啟動EMC2時，你看到界面就已經采用你想使用語言了。如果你想使用語言還沒有被翻譯，而你正好想幫忙翻譯，可以通過“IRC”或郵件列表方式與開發(fā)人員獲得聯系。2.5

像機床操作員同樣思考Thisbookwillnotevenpretendthatitcanteachyoutorunamilloralathe.Becomingamachinist

takestimeandhardwork.Anauthoroncesaid，"Welearnfromexperience，ifatall."Brokentools,

gougedvices，andscarsaretheevidenceoflessonstaught.Goodpartfinish，closetolerances，and

carefulworkaretheevidenceoflessonslearned.Nomachine，nocomputerprogram，cantakethe

placeofhumanexperience.AsyoubegintoworkwiththeEMC2program，youwillneedtoplaceyourselfinthepositionof

operator.Youneedtothinkofyourselfintheroleoftheoneinchargeofamachine.Itisamachine

thatiseitherwaitingforyourcommandorexecutingthecommandthatyouhavejustgivenit.

Throughoutthesepageswewillgiveinformationthatwillhelpyoubecomeagoodoperatorofthe

EMC2mill.Youwillneedsomeinformationrightupfrontheresothatthefollowingpageswillmake

sensetoyou.

本書不能教你如何開動一臺銑床或車床，成為這方面專家需要時間和艱難努力。有位作家曾經說過：“如果咱們學到了什么，那一定是在親身經歷中學到”。破損刀具、鑿壞工裝、傷痕累累產品是咱們得到教訓，完美收刀、精密加工、精細產品是咱們得到經驗。沒有任何機床、計算機軟件能取代人閱歷和經驗。

當前要和EMC2一起工作了，你需要把自己放到機床操作員位置，要懂得是你主宰著機床，而機床就在等待你命令，執(zhí)行你命令。固然通過學習系列手冊，你會得到某些信息，它們將協助你成為一名好EMC2銑床操作員。在繼續(xù)之前，你也許需要某些基本信息，接下來某些篇幅將協助你找找感覺。2.6

操作方式ModesofOperationWhenanEMC2isrunning，therearethreedifferentmajormodesusedforinputtingcommands.

TheseareManual，Auto，andMDI.Changingfromonemodetoanothermakesabigdifferencein

thewaythattheEMC2behaves.Therearespecificthingsthatcanbedoneinonemodethatcan

notbedoneinanother.AnoperatorcanhomeanaxisinmanualmodebutnotinautoorMDI

modes.AnoperatorcancausethemachinetoexecuteawholefilefullofG-codesintheautomode

butnotinmanualorMDI.

當一種EMC2系統運營時，輸入命令方式重要有三種：手動、自動、MDI。在這三種方式下，EMC2行為體現差別很大。有些事情在一種方式下可以，在另一種方式下卻不可以。例如在手動方式時，操作員可以原點復歸某個軸，但在自動和MDI方式下卻不行。又例如在自動方式下，操作員可以執(zhí)行一種所有是G代碼文獻，但在手動和MDI方式下卻不行。Inmanualmode，eachcommandisenteredseparately.Inhumantermsamanualcommandmight

be"turnoncoolant"or"jogXat25inchesperminute".Theseareroughlyequivalenttoflippinga

switchorturningthehandwheelforanaxis.Thesecommandsarenormallyhandledononeofthe

graphicalinterfacesbypressingabuttonwiththemouseorholdingdownakeyonthekeyboard.

Inautomode，asimilarbuttonorkeypressmightbeusedtoloadorstarttherunningofawhole

programofG-codethatisstoredinafile.IntheMDImodetheoperatormighttypeinablockof

codeandtellthemachinetoexecuteitbypressingthe<return>or<enter>keyonthekeyboard.

在手動方式下，每個命令是分開輸入，用人類語言講，這些命令類似于“啟動冷卻”或者“在X軸上每分鐘邁進25英寸”等等，它們大體相稱于撥動一種開關或者轉動某個軸上手輪，詳細操作則是在某個圖形顧客界面上用鼠標點擊某個按鈕或按住鍵盤上某個按鍵完畢。在自動方式下，點擊一種按鈕就可以裝載或啟動預先存儲在某個文獻里面所有G代碼程序。在MDI方式下，操作員可以鍵入一批代碼，然后按回車鍵命令機床執(zhí)行。Somemotioncontrolcommandsareavailableandwillcausethesamechangesinmotioninall

modes.TheseincludeABORT，ESTOP，andFEEDRATEOVERRIDE.Commandsliketheseshouldbe

selfexplanatory.TheAXISuserinterfacehidessomeofthedistinctionsbetweenAutoandtheothermodesbymaking

Auto-commandsavailableatmosttimes.ItalsoblursthedistinctionbetweenManualandMDI

becausesomeManualcommandslikeTouchOffareactuallyimplementedbysendingMDIcommands.

Itdoesthisbyautomaticallychangingtothemodethatisneededfortheactiontheuser

hasrequested.

有些運動控制命令在所有操作方式下均可使用，效果也相似。涉及ABORT、ESTOP、FEEDRATEOVERRIDE等。這些命令都具備自解釋特點。

AXIS顧客界面有一種特點，就是它隱藏了某些如上所述三種操作方式區(qū)別。它在大某些狀況下都能提供自動命令，從而隱藏了自動方式和其他兩種方式區(qū)別；它也淡化了手動方式和MDI方式區(qū)別，像“TouchOff”這種手動命令也可以通過發(fā)送MDI命令來執(zhí)行。在顧客提出祈求時，它會自動切換到相應操作方式，從而實現這種隱藏，而顧客在感覺上沒有什么異常。第3章

顧客概念UserConceptsThischaptercoversimportantuserconceptsthatshouldbeunderstoodbeforeattemptingtoruna

CNCmachinewithgcode.

本章包括重要顧客概念，在使用G代碼運營一種CNC機床之前，應當理解本章概念。3.1

軌跡控制TrajectoryControl3.1.1

軌跡規(guī)劃TrajectoryPlanningTrajectoryplanning，ingeneral，isthemeansbywhichEMCfollowsthepathspecifiedbyyourG

Codeprogram，whilestilloperatingwithinthelimitsofyourmachinery.

AGCodeprogramcanneverbefullyobeyed.Forexampleimagineyouspecifyasasingle-line

programthefollowingmove:G1X1F10(G1islinearmove，X1isthedestination，F10isthespeed)Inreality，thewholemovecan’tbemadeatF10，sincethemachinemustacceleratefromastop,

movetowardX=1，andthendeceleratetostopagain.SometimespartofthemoveisdoneatF10,

butformanymoves，especiallyshortones，thespecifiedfeedrateisneverreachedatall.Having

shortmovesinyourGCodecancauseyourmachinetoslowdownandspeedupforthelonger

movesifthe"naivecamdetector"isnotemployedwithG64Pn.Thebasicaccelerationanddecelerationdescribedaboveisnotcomplexandthereisnocompromise

tobemade.IntheINIfilethespecifiedmachineconstraintssuchasmaximumaxisvelocityand

axisaccelerationmustbeobeyedbythetrajectoryplanner.

軌跡規(guī)劃是指EMC2跟蹤G代碼所指定途徑辦法，軌跡規(guī)劃時不能超過機床工作臺運營范疇。從某種限度講，G代碼程序永遠不能被機床嚴格執(zhí)行。就例如下面這一行程序：

G1X1F10(G1表達線性移動，X1是目位置，F10代表速度)

事實上，這個動作不也許完全以F10速度完畢，由于機床必要從靜止開始加速，向X=1位置進發(fā)，在要到達目的位置之前還要減速最后停止。這樣就只有某些運動是以F10完畢，如果路程比較短，也許F10這個速度主線就不會達到。在“G64Pn”方式下，如果不指定“naivecamdetector”參數即“Q-”參數，則采用短運動段會讓機床運營變慢，采用長運動段可以讓機床運營快一點。

機床加速性能和減速性能取決于機床自身，經實驗擬定后來，作為機床特性固定下來，沒什么要討論。此外機床最大速度也是機床一種特性。這些特性參數都保存在INI文獻中，軌跡規(guī)劃器必要遵守這些特性。3.1.2

途徑跟隨PathFollowingAlessstraightforwardproblemisthatofpathfollowing.WhenyouprogramacornerinGCode，the

trajectoryplannercandoseveralthings，allofwhicharerightinsomecases：itcandeceleratetoa

stopexactlyatthecoordinatesofthecorner，andthenaccelerateinthenewdirection.Itcanalsodo

whatiscalledblending，whichistokeepthefeedrateupwhilegoingthroughthecorner，makingit

necessarytoroundthecorneroffinordertoobeymachineconstraints.Youcanseethatthereisa

tradeoffhere：youcanslowdowntogetbetterpathfollowing，orkeepthespeedupandhaveworse

pathfollowing.Dependingontheparticularcut，thematerial，thetooling，etc.，theprogrammer

maywanttocompromisedifferently.

Rapidmovesalsoobeythecurrenttrajectorycontrol.Withmoveslongenoughtoreachmaximum

velocityonamachinewithlowaccelerationandnopathtolerancespecified，youcangetafairly

roundcorner.

途徑跟隨問題要稍微簡樸某些。當你用G代碼設計產品有個棱角時候，軌跡規(guī)劃器有幾種不同軌跡規(guī)劃方式解決這個棱角：例如可以減速并停在棱角所處坐標位置，然后再按照新方向加速并離開棱角；它還可以采用混合模式（blending）：在通過棱角時保持進給速度，由于機床特性方面限制，這樣做成果必然在棱角處產生一種圓角。因而在棱角處途徑跟隨就存在這樣一種狀況：要獲得更好途徑跟隨效果就必要減速，要保持速度，就必然導致差一點途徑跟隨效果。詳細如何抉擇，要由程序員依照詳細產品、材料、刀具等狀況權衡而定。

迅速加工也遵循當前采用軌跡控制方式。例如采用G64方式，不指定誤差條件，且加速度較低時，讓機床運營足夠長距離并達到最大速度，就可以得到非常好圓角效果。3.1.3

編程擬定軌跡規(guī)劃方式ProgrammingthePlannerThetrajectorycontrolcommandsareasfollows:

軌跡控制命令如下：G61(ExactPathMode)visitstheprogrammedpointexactly，eventhoughthatmeansitmight

temporarilycometoacompletestopinordertochangedirectiontothenextprogrammed

point.

G61.1(ExactStopMode)tellstheplannertocometoanexactstopateverysegment’send.

G61：精確途徑方式。精確跟蹤編程位置，如果到下一種編程位置需要變化方向，則機床會完全停止再變化方向。

G61.1：準擬定位方式。在每一種程序段結束時，機床都會停止到相應編程位置。（無論下一種運動方向與否需要變化）G64(BlendWithoutToleranceMode)G64isthedefaultsettingwhenyoustartEMC.G64isjust

blendingandthenaivecamdetectorisnotenabled.G64andG64P0telltheplannertosacrifice

pathfollowingaccuracyinordertokeepthefeedrateup.Thisisnecessaryforsome

typesofmaterialortoolingwhereexactstopsareharmful，andcanworkgreataslongasthe

programmeriscarefultokeepinmindthatthetool’spathwillbesomewhatmorecurvythan

theprogramspecifies.WhenusingG0(rapid)moveswithG64usecautiononclearancemoves

andallowenoughdistancetoclearobstaclesbasedontheaccelerationcapabilitiesofyour

machine.

G64：不附加誤差條件混合方式。這個方式也是啟動EMC2時默認方式。G64只是混合方式，沒有采用“naivecamdetector”功能?！癎64”和“G64P0”是同樣效果，都是告訴軌跡規(guī)劃器犧牲途徑跟隨精度，保證提高進給速度。有時候程序設計人員就想要一種圓角，那么這個模式就用上了，固然設計人員要清晰采用這種方式加工出圓角也許和設計值有一定偏差，曲率會大一點。當使用“G0G64”組合進行迅速加工時，要依照機床加速度性能預留足夠加速空間以保證切削效果。G64P-Q-(BlendWithToleranceMode)Thisenablesthe"naivecamdetector"andenablesblending

withatolerance.IfyouprogramG64P0.05，youtelltheplannerthatyouwantcontinuous

feed，butatprogrammedcornersyouwantittoslowdownenoughsothatthetoolpathcan

staywithin0.05userunitsoftheprogrammedpath.Theexactamountofslowdowndepends

onthegeometryoftheprogrammedcornerandthemachineconstraints，buttheonlything

theprogrammerneedstoworryaboutisthetolerance.Thisgivestheprogrammercomplete

controloverthepathfollowingcompromise.Theblendtolerancecanbechangedthroughout

theprogramasnecessary.BewarethataspecificationofG64P0hasthesameeffectasG64

alone(above)，whichisnecessaryforbackwardcompatibilityforoldGCodeprograms.Seethe

GCodeChapterformoreinformationonG64P-Q-.

G64P-Q-：附加誤差條件混合方式。其中“Q-”參數將打開“naivecamdetector”功能，“P-”參數指定誤差條件。程序代碼“G64P0.05”批示軌跡規(guī)劃器采用持續(xù)加工方式（即混合方式blending），但要在棱角處降速以保證軌跡誤差不不不大于0.05個顧客單位（英寸或毫米）。詳細降速限度取決于待加工產品幾何尺寸以及機床特性，但這些算法都不需要程序員考慮，程序員只需要考慮她想要多少誤差就行了。這種方式給了程序員很大軌跡跟隨控制力，在程序中，她可以隨時變化這個誤差值來獲得她想要任何效果。要注意是“G64P0”和“G64”是同樣效果，它只是為了和舊G代碼程序保持兼容而設計。參照G代碼有關章節(jié)可以獲得更多關于“G64P-Q-”信息。BlendingwithouttoleranceThecontrolledpointwilltoucheachspecifiedmovementatatleast

onepoint.Themachinewillnevermoveatsuchaspeedthatitcannotcometoanexactstop

attheendofthecurrentmovement(ornextmovement，ifyoupausewhenblendinghasalready

started).Thedistancefromtheendpointofthemoveisaslargeasitneedstobetokeepup

thebestcontouringfeed.

不附加誤差條件混合方式（兩個原則）：一是實際軌跡控制點至少要通過每個設計軌跡運營段中至少一種點；二是機床不會加速到一種它想停都停不下來速度（當軌跡規(guī)劃器覺得按照當前機床特性和當前速度以及當前位置與運動終點距離計算，它沒辦法在運動終點停止，它就會停止加速或者開始減速）。因此要保持最佳輪廓進給速度，就應當在終點此前留足夠距離供機床加速和減速用。NaiveCamDetectorSuccessiveG1movesthatinvolveonlytheXYZaxesthatdeviatelessthan

Q-fromastraightlinearemergedintoasinglestraightline.Thismergedmovementreplaces

theindividualG1movementsforthepurposesofblendingwithtolerance.Betweensuccessivemovements，thecontrolledpointwillpassnomorethanP-fromtheactual

endpointsofthemovements.Thecontrolledpointwilltouchatleastonepointoneachmovement.

Themachinewillnevermoveatsuchaspeedthatitcannotcometoanexactstopattheendof

thecurrentmovement(ornextmovement，ifyoupausewhenblendinghasalreadystarted)OnG2/3movesintheG17(XY)planewhenthemaximumdeviationofanarcfromastraightline

islessthantheG64Q-tolerancethearcisbrokenintotwolines(fromstartofarctomidpoint,

andfrommidpointtoend).thoselinesarethensubjecttothenaivecamalgorithmforlines.Thus,

line-arc，arc-arc，andarc-linecasesaswellasline-linebenefitfromthe"naivecamdetector".

Thisimprovescontouringperformancebysimplifyingthepath.

NaiveCamDetector：在持續(xù)運動之間，當背面G1直線運動代碼坐標只含XYZ軸時，如果該運動偏離上一運動直線值不大于“Q-”參數，則該運動合并到上一運動直線中。這樣做目是要把誤差混合掉。

在持續(xù)運動之間，實際通過控制點和理論（程序）上端點之間不能有不不大于“P-”參數誤差。實際軌跡控制點至少要通過每個設計軌跡運營段中至少一種點，機床不會加速到一種它想停都停不下來速度（當軌跡規(guī)劃器覺得按照當前機床特性和當前速度以及當前位置與運動終點距離計算，它沒辦法在運動終點停止，它就會停止加速或者開始減速）（以混合方式開始運營后，雖然暫停了機床運營，那么再啟動后依然遵循這些原則，只但是運動終點也許會重新計算了）。

在G17（XY）平面上做G2、G3圓弧運動時，如果圓弧偏離運動方向偏離值不大于Q-參數，該圓弧將由兩個直線運動（起點到圓弧中點、圓弧中點到圓弧終點）代替，而這兩個直線運動也合用“naivecamdetector”算法。這樣一來，直線轉圓弧、圓弧轉圓弧、圓弧轉直線運動都也許被化解為直線轉直線運動，也就都能享有“naivecamdetector”算法好處，簡化了途徑，提高了輪廓加工性能。Inthefollowingfigurethebluelinerepresentstheactualmachinevelocity.Theredlinesarethe

accelerationcapabilityofthemachine.Thehorizontallinesbeloweachplotistheplannedmove.

Theupperplotshowshowthetrajectoryplannerwillslowthemachinedownwhenshortmovesare

encounteredtostaywithinthelimitsofthemachinesaccelerationsettingtobeabletocometoan

exactstopattheendofthenextmove.ThebottomplotshowstheeffectoftheNaiveCamDetector

tocombinethemovesanddoabetterjobofkeepingthevelocityasplanned.

下圖中（參見英文原版圖片，實則是上下兩個圖），藍線代表程序設定機床速度，紅線代表機床加速能力，每張圖最下面水平線代表規(guī)劃運動路線（可以看出上圖規(guī)劃路線提成了幾段，由不同顏色區(qū)別）。上圖顯示狀況是：在小運動段狀況下，為了能在每個運動段終點停下來，軌跡規(guī)劃器會依照機床加速度參數限制狀況給機床減速直至停止；下圖顯示是采用“NaiveCamDetector”算法效果，重組了運動并較好保持了盼望速度。3.1.4

規(guī)劃“移動”（最小運動段距離計算）

PlanningMovesMakesuremovesare"longenough"tosuityourmachine/material.Principallybecauseoftherule

that"themachinewillnevermoveatsuchaspeedthatitcannotcometoacompletestopatthe

endofthecurrentmovement"，thereisaminimummovementlengththatwillallowthemachineto

keepuparequestedfeedratewithagivenaccelerationsetting.TheaccelerationanddecelerationphaseeachusehalftheinifileMAX_ACCELERATION.Inablend

thatisanexactreversal，thiscausesthetotalaxisaccelerationtoequaltheinifileMAX_ACCELERATION.

Inothercases，theactualmachineaccelerationissomewhatlessthantheinifileaccelerationTokeepupfeedrate，themovemustbelongerthanthedistanceittakestoacceleratefrom0tothe

desiredfeedrateandthenstopagain.UsingAas1/2theinifileMAX_ACCELERATIONandFas

thefeedrate*inunitspersecond*，theaccelerationtimeista=F/Aandtheaccelerationdistance

isda=1/2*F*tathedecelerationtimeanddistancearethesame，makingthecriticaldistanced

=da+dd=2*da=F^2/A.

Forexample，forafeedrateof1inchpersecondandanaccelerationof10inch/sec^2，thecritical

distanceis1^2/10=.1inch.Forafeedrateof.5inchpersecond，thecriticaldistanceis.5^2/

10=.025inch.

用某個機床切削某種物質時，要保證一次移動足夠長距離。理由依然是“機床不會加速到一種它想停都停不下來速度”。在給定加速度狀況下，要達到某個速度，可以算出一種必要滿足最小移動距離。

INI文獻中有一種參數叫“MAX_ACCELERATION”，加速階段和減速階段各分一半“MAX_ACCELERATION”。在混合模式狀況下，加速階段使用所有“MAX_ACCELERATION”，其他狀況下機床實際加速性能要比ini文獻里面“MAX_ACCELERATION”小某些。

要保持進給速度，運動段長度必要不不大于機床加速到該速度并重新停止所需要路程。設:

A=1/2*MAX_ACCELERATION

F為需要達到速度，單位是units每秒（“unitspersecond”），units是英寸或毫米。

則加速時間ta=F/A，加速距離是da=1/2*F*ta，減速時間和距離同加速時間和距離相似，則總距離為：

d=da+dd=2*da=F*F/A

例如，進給速度是1英寸每秒，加速度是10英寸每平方秒，則最小距離為1*1/10=0.1英寸。同樣加速度如果加速到0.5英寸每秒，則最小距離為0.5*0.5/10=0.25英寸。3.2

G代碼3.2.1

默認配備WhenEMCfirststartsupmanyGandMcodesareloadedbydefault.ThecurrentactiveGandM

codescanbeviewedontheMDItabinthe"ActiveG-Codes:"windowintheAXISinterface.These

GandMcodesdefinethebehaviorofEMCanditisimportantthatyouunderstandwhateachone

doesbeforerunningEMC.ThedefaultscanbechangedwhenrunningaG-Codefileandleftina

differentstatethanwhenyoustartedyourEMCsession.Thebestpracticeistosetthedefaults

neededforthejobinthepreambleofyourG-Codefileandnotassumethatthedefaultshavenot

changed.PrintingouttheG-CodeQuickReference(15.2)pagecanhelpyourememberwhateach

oneis.

EMC2啟動時，某些G代碼和M代碼會默認啟動。在“AXIS”界面MDI頁“ActiveG-Codes:”窗口里可以看到這些默認啟動代碼。這些代碼定義了EMC2默認行為，在運營EMC2之前理解它們含義非常重要。在執(zhí)行G代碼文獻時，可以在G代碼文獻中變化這些默認設立，從而變化EMC2行為。在進行詳細加工工作時，要在相應G代碼文獻中設定你想要任何默認設立，不要指望EMC2默認啟動設立（它們隨時也許會變）。在15.2節(jié)“G代碼迅速參照”非常有用，打印一份在手邊以備隨時參照。3.2.2

進給速度FeedRateHowthefeedrateisapplieddependsonifanaxisinvolvedwiththemoveisarotaryaxis.Readand

understandtheFeedRatesection(9.2.5)ifyouhavearotaryaxisoralathe.

進給速度擬定和有關軸與否是旋轉軸關于。如果你系統是一種車床或者有一種旋轉軸，一定要閱讀一下9.2.5節(jié)內容。3.2.3

刀具半徑補償ToolRadiusOffset(G41/42)requiresthatthetoolbeabletotouchsomewherealongeachprogrammed

movewithoutgougingthetwoadjacentmoves.Ifthatisnotpossiblewiththecurrenttool

diameteryouwillgetanerror.Asmallerdiametertoolmayrunwithoutanerroronthesamepath.

Thismeansyoucanprogramacuttertopassdownapaththatisnarrowerthanthecutterwithout

anyerrors.SeetheToolCompensationSection(11.3)formoreinformation.

刀具半徑補償（G41、G42）后來，刀具要可以沿著編程運動路線運動而不會干涉到兩邊相鄰運動路線，如果用當前刀具半徑不能滿足這個條件，也許會產生一種錯誤。嘗試用小一點半徑刀具走相似路線也許會消除這個錯誤。同樣道理，如果一種刀具走某個路線沒有錯誤，那么用比它細某些刀具必定也不會有錯誤。關于刀具補償信息還可參見11.3節(jié)。3.3

原點復歸HomingAfterstartingEMC2eachaxismustbehomedpriortorunningaprogramorrunningaMDIcommand.

Ifyouwanttodeviatefromthedefaultbehavior，orwanttousetheMiniinterfaceyouwillneedto

settheoptionNO_FORCE_HOMING=1inthe[TRAJ]sectionofyourinifile.Moreinformationon

homingcanbefoundintheIntegratorsManual.

啟動EMC2后來，要想運營程序或MDI命令，還必要先給每個軸執(zhí)行原點復歸操作。要避免這樣做，或者要使用Mini界面，可以在ini文獻“TRAJ”參數段設立“NO_FORCE_HOMING=1”達到目。關于原點復歸詳細信息參見綜合手冊“IntegratorsManual”。3.4

刀具更換ToolChangesThereareseveraloptionswhendoingmanualtoolchanges.Seethe[EMCIO]sectionoftheIntegrators

Manualforinformationonconfigurationoftheseoptions.AlsoseetheG28andG30sectionof

theUserManual.

有幾種關于手動換刀選項。關于它們配備信息請參照綜合手冊“IntegratorsManual”中“EMCIO”某些。同步也參照一下本手冊G28和G30某些。3.5

坐標系統TheCoordinateSystemscanbeconfusingatfirst.BeforerunningaCNCmachineyoumustunderstand

thebasicsofthecoordinatesystemsusedbyEMC.IndepthinformationontheEMC

CoordinateSystemsisinthecoordinatesection10ofthismanual.

剛開始學EMC2時也許會覺得坐標系統有點難學。但是在實際運營一種機床此前，還是必要先弄清晰EMC2使用坐標系統某些基本概念。關于EMC2坐標系統更深知識在本手冊第10章可以找到。3.5.1

G53機床坐標系統WhenyouhomeEMCyousettheG53MachineCoordinateSystemto0foreachaxishomed.

Noothercoordinatesystemsortooloffsetsarechangedbyhoming.

TheonlytimeyoumoveintheG53machinecoordinatesystemiswhenyouprogramaG53onthe

samelineasamove.NormallyyouareintheG54coordinatesystem.

當你執(zhí)行EMC2原點復歸命令時，就相稱于設定了G53機床坐標系統各個軸原點。

原點復歸操作不變化其他坐標系統或刀具補償設立。

只有你在代碼行里面指定G53代碼，你才在G53機床坐標系里移動。其他狀況下你處在G54坐標系里面。3.5.2

G54G59.3顧客坐標系統NormallyyouusetheG54CoordinateSystem.Whenanoffsetisappliedtoacurrentusercoordinate

systemasmallblueballwithlineswillbeatthemachineoriginwhenyourDROisdisplaying

"Position：RelativeActual"inAxis.IfyouroffsetsaretemporaryusetheZeroCoordinateSystem

fromtheMachinemenuorprogramG10L2P1X0Y0Z0attheendofyourGCodefile.Changethe

"P"numbertosuitthecoordinatesystemyouwishtocleartheoffsetin.

OffsetsstoredinausercoordinatesystemareretainedwhenEMCisshutdown.

Usingthe"TouchOff"buttoninAxissetsanoffsetforthechosenUserCoordinateSystem.

普通狀況下你會使用G54坐標系統。當對一種顧客坐標系統設立了偏移并且DRO頁面里軸坐標顯示格式是“Position：RelativeActual”時，一種被線穿過小藍色球將出當前機床原點位置。如果你偏移是暫時，可以用“Machine->ZeroCoordinateSystem”菜單命令刪除偏移，也可以在程序尾部用“G10L2P1X0Y0Z0”代碼刪除偏移?！癙”背面數字是想要刪除偏移顧客坐標系統編號。

EMC2關閉時，保存在顧客坐標系統偏移值不會丟失。

在AXIS顧客界面中使用“TouchOff”按鈕為選定顧客坐標系統設立偏移值。3.5.3

失位后怎么辦Ifyou’rehavingtroublegetting0,0,0ontheDROwhenyouthinkyoushould，youmayhavesome

offsetsprogrammedinandneedtoremovethem.

MovetotheMachineoriginwith

G53G0X0Y0Z0

ClearanyG92offsetwith

G92.1

UsetheG54coordinatesystemwith

G54

SettheG54coordinatesystemtobethesameasthemachinecoordinatesystemwith

G10L2P1X0Y0Z0

Turnofftooloffsetsw