在炼化容器、加氢反应压力容器等设备的制造过程中,经常会遇到容器上需要焊接进出料口及温度、压力测量的法兰接管。接管法兰是通过在容器壁上开孔对焊而成。简体上所开的对焊坡口工艺上要求马鞍曲面为最佳焊接坡口。该马鞍形曲线是复杂的空间曲线,其加工轨迹为马鞍轨迹与端面坡口轨迹的复合。其中马鞍轨迹为Z轴的旋转与Z轴的进给的联动结果,端面坡口轨迹为Z轴进给与X轴径给的联动结果。通过对插补算法选择和设计原则的讨论,并且在研究了马鞍型曲线空间几何特性的基础上提出了基于角度逼近的马鞍型曲线插补算法。对于这类复杂的空间曲线轨迹,一般采用手工或半自动化开孔机进行孔加工,加工效果差、效率低。国内外还没有适合于X、Z和主轴旋转的三方面具备马鞍坡口加工的CNC装置。开发基于三星S3C2440的马鞍型曲线轨迹孔加工数控系统。首先,在建立马鞍形运动轨迹的数学模型基础上、考虑被加工零件的加工特性,选择符合实际要求的电气元件。其次,对数控系统的强电、弱电进行了详细的设计。而对软件体系结构,应用汇编和C语言主要编写了I/O模块、中断模块等主要基本功能模块。最后对软件进行了流程图实现。该数控系统不仅可以完成马鞍型曲线轨迹的自动加工、自动加工过程中的手动调节、而且还实现了参数化自动编程、加工过程的刀具轨迹的数字化显示。