Тюнинг управляющих программ в Sprut NCTuner

Борис Кузьмин, Алексей Пуртов

При обработке различных деталей на станках с ЧПУ довольно часто возникает вопрос контроля и окончательной доводки управляющих программ (УП). Практически все современные CAM-системы имеют встроенные средства моделирования обработки. У каждой системы моделирования имеются свои особенности, но подавляющее большинство встроенных средств контроля обладает одним существенным недостатком: контролируется рассчитанная траектория движения инструмента (внутренняя CLDATA), а не конечная управляющая программа. А между этими двумя этапами стоит еще работа постпроцессора с соответствующими настройками. Конечно, сама по себе работа хорошо отлаженного постпроцессора с отточенными настройками не вносит дополнительных ошибок в УП. Но настройки постпроцессора становятся проверенными и отлаженными только тогда, когда уже получено множество управляющих программ и выявлены все недочеты. А сколько существует модификаций, особенно отечественных, стоек ЧПУ (взять хотя бы 2С42), и для каждой необходимо учитывать ее особенности. Кроме того, встроенными средствами моделирования зачастую нельзя проверить уже готовую управляющую программу, проекты получения которой давно канули в Лету.

Кстати, еще ни слова не сказано о редактировании управляющих программ, об их адаптации для другой стойки ЧПУ и о многом другом.

Для контроля и окончательной доводки управляющих программ для станков с ЧПУ компания «СПРУТ-Технология» предлагает свою новую разработку — NCTuner. Система является логическим продолжением более ранних разработок фирмы — системы моделирования обработки InDraw и потокового редактора управляющих программ SED, различные версии которых уже в течение многих лет используются на предприятиях. NCTuner предоставляет все необходимые средства для реалистичного моделирования процесса обработки, отладки и редактирования управляющих программ (рис. 1). В системе объединены блок моделирования обработки на станке с ЧПУ, который, кстати, хорошо себя зарекомендовал в качестве встроенного модуля для моделирования обработки в небезызвестной системе подготовки управляющих программ SprutCAM (см. «САПР и графика»: «SprutCAM, версия 3: оптимальное решение в подготовке программ ЧПУ» № 4’2001 и «Десять достоинств SprutCAM» № 7’2001), многооконный текстовый редактор и современная отладочная среда, со всеми присущими ей функциями.

Исходной информацией для моделирования процесса обработки являются управляющая программа в формате любой системы ЧПУ (рис. 2), параметры режущих инструментов и форма заготовки.

В комплект поставки входит достаточное количество файлов настройки на часто встречающиеся системы ЧПУ. При помощи встроенных средств настройки достаточно просто «научить» систему интерпретировать управляющую программу для любой системы ЧПУ (рис. 3). Файлы настройки полностью совместимы с файлами инвариантного постпроцессора, то есть если на предприятии управляющие программы подготавливаются при помощи любого из CAM-приложений разработки «СПРУТ-Технологии» (SprutCAM, T3D, SNC, SVN и др.), то имеющиеся файлы настройки на системы ЧПУ могут использоваться для интерпретации управляющих программ.

В окне редактирования для каждого регистра определяются:

• имя регистра, которым оперируют программы обработки команд;
• идентификатор регистра, выводящийся в кадр перед значением регистра;
• масштаб регистра — величина, на которую умножается значение регистра при выводе в кадр;
• длина значения регистра — максимальное количество символов, выводящихся в кадр;
• точность — количество знаков в дробной части;
• наличие точки — может иметь несколько значений: отсутствует, присутствует, присутствует всегда, присутствует запятая; если будет сделан выбор «присутствует», то точка будет стоять только тогда, когда значение регистра будет иметь дробную часть, при выборе «присутствует запятая» вместо точки в кадр будет выводиться запятая;
• знак регистра — без знака, только «–», только «+», «–» и «+»;
• наличие лидирующих нулей;
• наличие незначащих нулей.

Таким образом, задание информации о станке и системе позволяет настроиться на любой формат УП и смоделировать ее траекторию.

В системе поддерживается широкий набор типов концевых фрез:

• цилиндрическая фреза (длина, диаметр);
• сферическая фреза (длина, диаметр);
• тороидальная фреза (длина, диаметр, радиус скругления);
• двухрадиусная фреза (длина, диаметр, радиус скругления у цилиндрической части, радиус скругления вершины);
• двухрадиусная ограниченная фреза (длина, диаметр, радиус скругления у цилиндрической части, радиус скругления у вершины, высота);
• коническая фреза (длина, диаметр, радиус скругления у цилиндрической части, радиус скругления вершины, угол);
• коническая ограниченная фреза (длина, диаметр, радиус скругления у цилиндрической части, радиус скругления у вершины, угол, высота);
• гравер (длина, диаметр, угол, высота, диаметр вершины).

Заготовка может быть определена имеющимися в системе средствами или импортирована из файлов различных форматов.

При первом запуске моделирования параметры моделирования рассчитываются автоматически, при этом в качестве габаритов заготовки берутся габариты всех загруженных управляющих программ. При наличии флажка в поле «Учитывать заготовки операций» модель заготовки создается с учетом всех имеющихся в техпроцессе контуров заготовок (действует для операций, загруженных из проектов SprutCAM).

При визуализации обработанная деталь может быть либо окрашена в один цвет, либо с цветным следом инструмента от детали, что позволяет определить, каким инструментом был обработан тот или иной участок детали.

NCTuner позволяет работать с несколькими управляющими программами одновременно. При необходимости текст управляющей программы может быть откорректирован, траектория движения инструмента пересчитывается при этом автоматически (рис. 4). Кроме обычных средств современного многооконного текстового редактора NCTuner имеет специализированные функции для работы с управляющими программами. Это позволяет, например, достаточно быстро и просто адаптировать УП с одной на другую стойку ЧПУ, вносить специфические коррективы. Например, реализованы такие функции:

• перенумерация кадров УП, начиная с указанного значения с заданным интервалом;
• вставка отсутствующих идентификаторов адреса в кадр, с упорядочением по шаблону;
• перестановка идентификаторов адресов местами;
• замена идентификатора адреса в слове на другой идентификатор адреса;
• переформатирование слов (изменение знака слова, наличие/отсутствие лидирующих нулей, наличие и число знаков после десятичной точки; точки, отсутствие десятичной точки);
• удаление слов с указанными идентификаторами адресов из каждого кадра;
• перестановка слов местами;
• задание последовательности расположения слов в кадре;
• переключения абсолютной и относительной систем программирования (перевод в абсолютные координаты, в относительные координаты, координаты центра дуги окружности в абсолютные, относительные);
• разделение дуг окружностей по четвертям;
• масштабирование с накоплением и без накопления.

Для удобства контроля и редактирования имеются удобные средства навигации по тексту управляющей программы, возможность выбора кадра по участку траектории и подсветка участка траектории, соответствующего текущему кадру.

Отладочная среда позволяет выполнять программу вперед/назад, с возможностью пошаговой отладки, установки точек останова, просмотра текущих значений регистров, и содержит все прочие атрибуты, необходимые сегодня для отладки.

Моделирование может производиться в покадровом режиме, плавно или без прорисовки промежуточных результатов. Покадровый режим удобен при отладке управляющей программы. Плавное движение более всего походит на движение фрезы при обработке на станке. Режим без прорисовки промежуточного результата целесообразнее всего использовать для быстрого получения модели обработанной детали. Разумеется, в процессе моделирования доступны все функции динамического управления визуализацией, возможны изменение режима и частоты прорисовки промежуточного результата, останов или смена направления обработки и т.п. При трассировке УП можно задействовать функции:

• выполнение моделирования обработки от текущего положения до положения курсора;
• выполнение текущего кадра с заходом в подпрограммы;
• выполнение текущего кадра без захода в подпрограммы;
• установка точки, на которой выполнение управляющей программы будет приостановлено.

Также на текущем кадре УП возможен контроль установленных технологических команд (охлаждение, шпиндель, подача и т.п.).

Результат моделирования представляет собой фотореалистичную твердотельную модель (рис. 5 и 6), которая может быть экспортирована во внешние файлы и использована другими приложениями (например, CAD/CAM/CAE-системами). На некоторых предприятиях эту функцию системы используют для создания и ведения архива УП. Это особенно актуально, если есть необходимость возвращаться к давно созданным управляющим программам, для которых либо вообще не было модели, либо она была утрачена. По готовой управляющей программе создается модель обрабатываемой детали, которая впоследствии используется для поиска подходящей УП.

NCTuner — современное средство отладки и тонкой настройки управляющих программ.

Тюнинг нужен не только автомобилям, но и управляющим программам.

«САПР и графика» 8'2001