ГеММа-3D: графический контроль управляющих программ для станков с ЧПУ

Сергей Петров

Опытные технологи-программисты наверняка помнят те времена, когда им приходилось внедрять прямо у станка написанные ими (или их коллегами — что еще сложнее) управляющие программы (УП) без всякого предварительного компьютерного анализа на отсутствие ошибок. Для этого требовалась готовность в любую секунду пресечь любые несанкционированные движения режущего инструмента. Ситуацию, как правило, усугублял то и дело возникавший за спиной начальник, который периодически напоминал, что годную деталь надо было сдать еще вчера, хотя заказ на программу был вами получен только сегодня…

Что и говорить, это занятие требует определенной сноровки. Допускаю, что и в наше время есть приверженцы внедрения по старинке, целиком полагающиеся на свою внимательность и быструю реакцию. Только теперь в этом нет никакой необходимости. Дело в том, что за последние годы появилось немалое количество программного обеспечения, позволяющего промоделировать отработку УП на станке при помощи компьютера. В данной статье речь пойдет о возможностях графического контроля УП, предоставляемых пользователям в САПР ГеММа-3D. Таких возможностей на сегодня имеется две. Первая — это штатный визуализатор системы, запускаемый из интерфейса с помощью пункта меню Обработка -> Редакт. маш. прогр. Вторая — внешнее приложение CheckNC, запустить которое можно из программной группы ГеММа-3D (Пуск -> Программы -> ГеММа-3D -> CheckNC)

Рассмотрим сначала первую возможность. После выбора файла УП в правой части графического окна системы появляется окно редактора с текстом УП (рис. 1). Траектория инструмента на экране возникает не сразу. Поскольку вариантов кодирования УП может быть великое множество, необходимо сначала настроить параметры визуализатора на конкретную УП. Для этого заходим в меню Файл -> Параметры окна редактирования. Диалоговое окно настройки параметров УП показано на рис. 2. Как видите, можно настроить режим кодирования координат, параметров круговой интерполяции, вид обработки и несколько других важных параметров. После настройки для того, чтобы увидеть траекторию расчетной точки инструмента, нужно просто сдвигать курсор в окне редактирования вниз по тексту УП или выбрать пункт меню Переход -> В конец . Можно также определить, какой кадр УП соответствует элементу траектории, указав мышью на требуемый элемент в графическом окне системы (меню Переход -> Перейти к…). Визуализатор предоставляет стандартные возможности по редактированию текста УП: можно, например, преобразовать траекторию в геометрические элементы или в APT-программу, измерить элементы траектории и расстояние от них до детали.

Система графического контроля УП CheckNC имеет гораздо больше параметров по настройке на конкретную УП и, следовательно, позволяет охватить более широкий спектр оборудования с ЧПУ. Кроме того, параметры настройки станков хранятся в специальной базе данных (рис. 3), что исключает необходимость повторной настройки одного и того же станка. Ввод и редактирование настроек осуществляется с помощью специального диалогового окна с несколькими вкладками (рис. 4). Далее приводится краткое описание того, какие параметры находятся на вкладках.

• вкладка «НАЗВАНИЕ». Содержит имя станка, имя системы ЧПУ;

• вкладка «КООРДИНАТЫ». На этой вкладке выбирается тип станка по количеству управляемых координат (2D или 3D и выше). Для двухкоординатных УП можно указать направление осей на экране компьютера. Определяются также адреса управляемых координат (осей) и методы описания их численных значений;

• вкладка «ТЕХНОЛОГИЯ». Описаны параметры, позволяющие системе определить, как осуществляются в УП для данного станка смена инструмента, управление оборотами шпинделя, управление подачей инструмента. Кроме того, для токарного оборудования старых образцов (там, где вылеты резца в настроечном блоке присутствуют в каждой координате) можно настроить учет вылета резцов при прорисовке;

• вкладка «ФУНКЦИИ». Сюда относится все, что касается подготовительных функций, определяющих движение инструмента. Описаны G-функции холостого хода, линейной интерполяции, круговой интерполяции по часовой стрелке и против, функции, определяющие плоскости круговой интерполяции, параметры, определяющие возможность винтовой интерполяции. Определяются также ситуации, в которых встреченный в кадре адрес координаты не должен восприниматься как команда для перемещения (например, выстой G4X2);

• вкладка «РАЗНОЕ». На данной вкладке определяется способ описания круговой интерполяции, то есть то, как устанавливается центр кругового перемещения, возможно ли задание радиуса, максимально допустимая ошибка круговой интерполяции. Также для получения правильных координат относительно нуля программирования при измерениях траектории на данной вкладке можно описать координаты стартовой точки программы. Описаны символы, при помощи которых определяются комментарии, если они допустимы в УП;

• вкладка « Время ». Сюда относится все, что касается расчета машинного времени работы программы, функции минутной, оборотной и инверсной подачи, функции постоянной скорости резания, время смены инструмента, скорость холостого хода и т.д.

Общий вид интерфейса CheckNC представлен на рис. 5. Система имеет пять основных окон: графическое окно для визуализации траектории, кнопочную панель «Управление», окно «Оси станка» для визуализации станочной системы координат, окно «Информация» для вывода сведений о текущем состоянии УП при покадровой прорисовке и окно редактора. Окна пользователь может расположить как ему удобно, и расположение их на экране сохраняется, если в параметрах системы стоит соответствующая настройка. Возможно динамическое изменение вида (масштабирование, поворот и сдвиг). Нажатие правой клавиши мыши в графическом окне вызывает контекстное меню, позволяющее управлять видами и настройкой интерфейса. Размер загружаемого файла УП практически не ограничен. Система поддерживает следующие возможности по визуализации, анализу траектории и работе с текстом УП:

• динамическая визуализация с возможностью изменения скорости прорисовки;

• нахождение кадра УП посредством указания элемента траектории на экране;

• измерение элементов траектории (рис. 6);

• получение технологической информации об элементе траектории: номер инструмента, подача, обороты, кадр, вызвавший данное перемещение (рис. 7);

• прорисовка отдельных инструментов;

• быстрый пересчет траектории и визуализация после изменения текста УП в окне редактора;

• связь текста УП и траектории в графическом окне может быть установлена или отключена по желанию пользователя;

• расчет машинного времени работы программы;

• перенумерация УП;

• цвет траектории можно установить как по инструменту, так и по подаче (элементы траектории с одинаковой подачей прорисовываются одним цветом);

• экспорт траектории в ГеММа-3D в формат APT, геометрии (полилиния) или прохода, а также в формат DXF (только для двухкоординатных УП).

Экспорт траектории в формат ГеММа-3D APT открывает интересную возможность по переводу УП с одного оборудования на другое при помощи постпроцессоров ГеММа-3D, а также возможность прорисовки экспортированной в APT УП в тоновом визуализаторе GMill.

Не вызывает сомнений, что затраты сил и времени на всесторонний компьютерный анализ УП окупятся сторицей, поскольку сберегут технологам-программистам время и нервы при работе у станка, а главное — помогут избежать брака в работе.

«САПР и графика» 6'2005