1 - 2003

Программирование сложных технологических операций в системе ГеММа-3D

Алексей Кулькин

В современных условиях возможности систем управления станками с ЧПУ существенно расширены по сравнению с устройствами пятилетней давности и продолжают непрерывно развиваться. Производители систем управления станками реализуют в них всё новые и новые функции, позволяющие программировать на них достаточно сложные операции обработки, в том числе и весьма нетривиальные. В результате облегчается жизнь технологов-программистов, работающих на стойках или вставляющих необходимые вызовы непосредственно в текст программ. Однако существует и обратная сторона такого развития — возникает необходимость в дополнительной работе создателей CAM-систем. А эта работа, в свою очередь, существенно осложняется тем, что производители систем управления далеки от стремления согласовать между собой состав функций, способы программирования для своих устройств и т.д. Производители станков тоже добавляют свою «ложку дегтя» — используя одни и те же системы, они периодически умудряются включить туда собственные специфические функции, которые практически невозможно заранее предусмотреть в универсальных CAM-системах. Для разрешения подобных коллизий и максимально полного задействования возможностей системы управления в ГеММа-3D предусмотрены специальные средства макропрограммирования.

Эти средства позволяют включать в генерируемые программы обработки дополнительные функции системы управления станков, открытые для использования производителями оборудования.

Продемонстрируем данные возможности программирования на двух примерах.

Цикл многопроходного нарезания резьбы является стандартным и представлен практически во всех современных системах управления. Исходную информацию для него составляют одни и те же параметры (число чистовых проходов, величина сбега, угол профиля резьбы, финишный припуск, высота резьбы, глубина первого реза, шаг резьбы). Также возможны и другие дополнительные параметры, специфические для используемой системы управления, необходимость которых обусловливается различным оформлением функций в разных системах.

Средствами системы ГеММа-3D нетрудно подготовить типовую форму с иллюстрацией используемых параметров и окнами для задания их значений. На рис. 1 графически показана связь соответствующих окон с изображением.

Реализация функции для конкретной стойки по типовой форме выполняется следующим образом. В соответствие типовой форме ставится сегмент APT-программы, соответствующий обобщенному циклу с перечнем параметров. Исходя из номера цикла, постпроцессор подставит функцию, необходимую для данной системы управления, и наполнит ее заданными значениями параметров.

Таким образом, пользователю достаточно подготовить для нужных функций типовую форму и определить соответствующие ей функции для генератора постпроцессоров.

Последовательность команд резьбонарезания для стойки FANUC Series 0, генерируемая по типовой форме (рис. 1), представлена в листинге 1.

Стойка управления HEIDENHAIN всегда отличалась множеством возможностей, предоставляемых оператору станка при ручном программировании. Однако автоматизировать данные функции было весьма непросто ввиду их малой унификации. Среди последних функций системы управления HEIDENHAIN — возможность задавать геометрию обрабатываемых зон изготавливаемой детали в качестве части управляющей программы. Естественно, что формат для представления геометрических данных сильно отличается от используемого в CAD/CAM-системах. Используются контуры, определяющие зоны обработки в виде совокупности отрезков прямых, дуг окружностей, сплайн кривых. Пример зон обработки показан на рис. 2 (в верхней части). Конечно, контуры ограничивают стандартные технологические элементы, такие как сверление, расточки, канавки и пазы, элементы винтов, спиралей и т.д.

Продемонстрируем включение обрабатываемых элементов в машинную программу для эффективной обработки под управлением стойки HEIDENHAIN.

На рис. 2 желтым цветом выделены обрабатываемые контуры пазов. Как и в предыдущем примере, форме в соответствие ставятся операторы функций и принятые описания геометрических элементов, используемые в конкретной стойке. Они включаются соответствующим постпроцессором в формируемую программу. На рис. 3 показан фрагмент текста макропрограммы, которая непосредственно отображает на экране типовую форму и осуществляет генерацию параметрического APTа.

В результате работы макропрограммы создается параметризованный проход, который затем может быть включен в необходимую позицию в управляющей программе. С помощью генератора постпроцессоров может быть получен исполняемый машинный код.

Машинный код для рассматриваемого примера получается так, как показано в листинге 2.

Данная технология позволяет включать дополнительные циклы обработки без модификации системы. Работа по созданию таких циклов может быть либо выполнена специалистами компании НТЦ ГеММа, либо заимствована из библиотеки имеющихся макропрограмм и форм, либо создана любым пользователем системы ГеММа-3D, обладающим минимальными навыками программирования на языке типа BASIC.

Комплекс, включающий постпроцессор, макросы и соответствующие библиотеки иллюстраций к охватываемым функциям станка (циклам), представляет собой законченное решение для данного станка и системы его управления.

«САПР и графика» 1'2003