01
G代码概述
什么是G代码？G代码在数控加工中的角色，G代码与M代码的区别。
概念数控基础
02
解析器设计思路
词法分析、语法分析、语义分析的三层架构，解析器的输入与输出。
架构设计模式
03
环境搭建
Python开发环境准备，必要的第三方库（如re、math），项目目录结构设计。
Python工具链
04
词法分析器（Lexer）基础
将G代码字符串拆分为Token，Token的类型定义（G、M、X、Y、Z、F、S等）。
词法Token
05
词法分析器实现
正则表达式匹配数字与字母，处理空格与换行，错误处理（非法字符）。
正则实现
06
语法分析器（Parser）基础
根据Token序列构建抽象语法树（AST），定义AST节点类型。
AST语法
07
语法分析器实现
解析G01、G00等直线插补指令，解析圆弧指令（G02/G03），解析M指令。
指令解析Parser
08
语义分析器（Semantic Analyzer）基础
检查指令参数的合法性，坐标范围校验，进给速度校验。
语义校验
09
语义分析器实现
实现参数范围检查，实现模态指令的状态管理（如G90/G91绝对/增量模式）。
状态管理模态
10
坐标系统
绝对坐标（G90）与增量坐标（G91）的解析与转换，坐标系偏移（G54-G59）。
坐标G90/G91
11
直线插补（G01）
解析直线终点坐标，计算插补步长，生成中间点序列。
插补直线
12
快速定位（G00）
与G01的区别，解析快速移动指令，路径规划（非直线插补）。
快速移动G00
13
圆弧插补（G02/G03）
解析圆心坐标（I、J、K）或半径（R），计算圆弧上的点。
圆弧G02/G03
14
暂停指令（G04）
解析暂停时间（P或X参数），实现延时等待逻辑。
延时G04
15
刀具补偿（G40/G41/G42）
左补偿与右补偿的概念，解析补偿半径，实现刀补路径计算。
刀补G41/G42
16
固定循环（G81-G89）
钻孔循环（G81）、攻丝循环（G84）的解析与执行逻辑。
固定循环钻孔
17
子程序调用（M98/M99）
解析子程序号，实现子程序栈，支持嵌套调用。
子程序M98
18
变量与宏程序（#变量）
解析#1、#100等变量，实现变量赋值与算术运算。
宏变量
19
条件与循环（IF/WHILE）
解析IF条件跳转，解析WHILE循环，实现控制流。
控制流IF
20
错误处理机制
语法错误、语义错误、运行时错误的分类与报告，错误恢复策略。
异常鲁棒性
21
性能优化
解析器缓存策略，预编译G代码为中间表示（IR），减少重复解析。
缓存IR
22
单元测试
使用unittest或pytest编写测试用例，测试词法、语法、语义各层。
测试unittest
23
集成测试
模拟完整加工流程，测试G代码文件从解析到执行的正确性。
集成端到端
24
调试工具
实现G代码单步执行，打印AST树，可视化解析过程。
调试可视化
25
扩展性设计
支持自定义G代码（如用户宏），插件化架构，添加新指令的接口。
扩展插件
26
与运动控制接口
将解析结果输出为运动控制指令（如步进电机脉冲序列），串口通信协议。
硬件串口
27
多轴支持
解析A、B、C旋转轴指令，实现五轴联动的基础逻辑。
多轴五轴
28
文件解析
读取标准G代码文件（.nc/.gcode），处理注释与程序头尾。
文件I/O.gcode
29
实战案例1：铣削程序
解析一个完整的铣削G代码程序，生成刀具路径可视化。
铣削可视化
30
实战案例2：3D打印
解析一个3D打印G代码，适配FDM打印机的运动控制。
3D打印FDM