9 - 2000

NCManager: визуализация, контроль и редактирование программ ЧПУ

Евгений Кац, Юрий Вахатов, Алексей Емелин, Николай Старостин

Сегодня даже в пределах одного предприятия используются разные CAM-системы, а иногда управляющие программы (УП) для станков с ЧПУ и вообще пишутся вручную. Во всех случаях над программистом довлеет проклятый вопрос: а как моя программа будет в действительности вести себя на станке? Дрожащий палец на кнопке «СТОП» при первом прогоне программы — лучшее тому подтверждение. Сберечь нервы и обрести уверенность во многом помогает использование компьютерной программы NCManager.

NCManager — простое, но мощное средство просмотра и имитации выполнения УП для станков с ЧПУ, предоставляющее возможность проверить программу, подготовленную в кодах конкретного станка, перед ее выполнением. NCManager разработан для удовлетворения повседневных нужд широкого круга программистов и операторов ЧПУ.

Большинство CAM-систем содержит в своем составе средства контроля, однако чаще всего речь идет лишь о контроле траектории, а не самой управляющей программы, до передачи последней в постпроцессор. При этом не могут быть учтены особенности постпроцессора и конкретного станка.

NCManager лишен этого недостатка изначально. Исходными данными для него является текст УП для конкретного станка (G-код). Принципиально важно, что NCManager способен читать и интерпретировать реальную программу со всеми ее нюансами, а не только какое-либо подмножество команд или промежуточный формат. Попытка упростить процесс интерпретации, разделив все команды на «важные» и не очень и «научив» пакет понимать только «важные», приводит к невозможности находить часть ошибок в программе. Интерпретация только промежуточного формата (APT CL, например) не позволяет увидеть недостатки постпроцессора и делает невозможным редактирование окончательного текста программы с немедленным графическим отображением проведенных изменений.

Настройка на конкретную стойку ЧПУ осуществляется через файл определения стойки, или так называемый обратный постпроцессор. При наличии текста программы и необходимого файла определения стойки можно начинать работать. NCManager позволит просмотреть траекторию (запрограммированную и (или) с учетом коррекции), произвольно изменяя точку зрения в пространстве. Динамические привязки обеспечат возможность точно измерять координаты и расстояния, просто перемещая курсор по экрану. Пошаговое выполнение программы в ручном или автоматическом режиме позволит проследить за изменением параметров, которые не отражаются на форме траектории (время, подача, охлаждение и т.д.). Двойной щелчок мыши на любом участке траектории приводит в текстовое окно к соответствующему кадру программы.

Текстовое окно позволяет просматривать и редактировать текст УП. При этом NCManager немедленно отобразит в графическом окне произведенные изменения. Есть возможность одновременно просматривать изображения предыдущей и текущей версий программы, чтобы изменения были более заметными. Существенно упрощает анализ текста возможность раскрашивать его в разные цвета в зависимости от значений каких-либо параметров. Например, разные цвета можно назначить для тех участков, где включен холостой ход либо линейная или круговая интерполяция. Можно выделить цветом участки, где включены стандартные циклы, и пр.

NCManager обеспечивает режим синхронизации между текстовым и графическим окном. В этом режиме любые перемещения курсора в текстовом окне приводят к соответствующим изменениям в графическом окне, и наоборот, то есть перемещение курсора к следующему кадру вызывает выполнение (прорисовку) одного кадра, а перемещение к предыдущему — откат на один кадр. При этом, если программа содержит подпрограммы или циклические повторения, обозначаются многократные проходы по одному и тому же участку кода.

Разумеется, не всегда бывает достаточно работы с каркасным изображением траектории и текстом программы. В ряде случаев необходима реалистическая имитация процесса удаления материала. Чтобы воспользоваться соответствующими возможностями NCManager, необходимо сообщить ему, как минимум, информацию об используемых инструментах и заготовке. Если УП есть результат работы CAM-системы, то эти данные могут быть импортированы оттуда. В противном случае всю необходимую информацию можно задать самостоятельно.

NCManager позволяет создавать модели инструментов различных типов, начиная от сверл и простых концевых, сферических и конических фрез и заканчивая произвольными «грибками» и дисковыми фрезами. Кроме того, можно работать с составным инструментом. Это полезно, например, если есть необходимость учесть элементы крепления фрезы в процессе имитации обработки. NCManager различает рабочие и нерабочие участки инструмента, обеспечивая обнаружение соответствующих ошибок в исходной программе.

Информация о заготовке простой формы (цилиндр или параллелепипед) задается размерами или вычисляется автоматически по форме траектории. Заготовка сложной формы импортируется в STL-формате из любой CAD-системы.

Задав инструменты и заготовку, можно начинать «резать» материал, отмечая при этом ошибки и недочеты, которые без NCManager невозможно было бы обнаружить. NCManager покажет, где произошло врезание на холостом ходу или резание нерабочей частью инструмента, какие участки поверхности каким инструментом обрабатываются, позволит построить любое сечение заготовки на любом этапе обработки. Перемещение курсора мыши в этом режиме позволяет измерить координаты и расстояния на обрабатываемой заготовке и, более того, для каждой точки заготовки увидеть имя программы и номер кадра, в процессе работы которого эта точка была получена. Это значит, что если какой-либо участок обрабатываемой поверхности вызывает подозрения, достаточно просто подвести к нему курсор, чтобы определить координаты и, в случае необходимости, немедленно найти соответствующий кадр программы.

В каком бы режиме ни выполнялась УП, в каждый момент NCManager отображает в специальном окне информацию о текущем состоянии виртуальной стойки ЧПУ, выполняющей программу. При этом пользователь сам выбирает то подмножество параметров, которое он считает для себя важным. Для каждого из параметров NCManager показывает, какой именно командой этот параметр установлен. Например, если указано, что координата X «зажата», то рядом написано, что сделано это командой M81.

Закончить описание возможностей системы хотелось бы коротким перечнем ситуаций, в которых NCManager безусловно полезен. Ясно, что перечень этот далеко не полный, однако дает представление об области применения продукта. Итак, NCManager поможет в случае, если необходимо:

  • проверить новую УП. После создания управляющей программы вручную или в любой CAM-системе можно проверить, как она реально будет выполняться на конкретном станке с учетом коррекции, циклов, подпрограмм и т.д. При этом выявляются такие ошибки, как столкновение инструмента с заготовкой, зарезание, неправильная геометрия, неправильно установленные технологические параметры и т.д. Если программа содержит ошибки, то NCManager поможет их найти и немедленно исправить;
  • просмотреть предыдущую версию УП. С помощью NCManager можно мгновенно восстановить в памяти назначение имеющейся УП и, при необходимости, внести в нее изменения;
  • восстановить форму детали по УП. NCManager отображает процесс удаления материала при обработке, поэтому можно восстановить все обрабатываемые поверхности детали, узнать координаты любых точек;
  • обмерить деталь без изготовления. На любом этапе имитации работы управляющей программы можно остановить ее выполнение и измерить реальные координаты и расстояния на детали, получающейся после обработки;
  • оптимизировать программу. Даже самый хороший постпроцессор не в состоянии обеспечить оптимальную программу во всех случаях. С помощью NCManager можно проанализировать любые участки программы с учетом времени, режимов и пр. и оптимизировать ее;
  • написать простейшую программу. Нередко возникает ситуация, когда необходимо очень быстро выдать на станок несложную УП. В этом случае можно написать программу непосредственно в NCManager, причем тут же проверить, как она работает, и, если необходимо, исправить ошибки;
  • отладить постпроцессор. При разработке постпроцессора возникает необходимость проверить его работу во всех возможных ситуациях. CAM-система, для которой он разрабатывается, как правило, не может ничем помочь. NCManager заменяет в этом случае эксперименты на станке, значительно упрощая весь процесс разработки;
  • найти нужную программу в архиве. При просмотре архива имеющихся управляющих программ единственным ориентиром часто служит только их имя, что далеко не всегда удобно. Использование графических и измерительных возможностей NCManager позволяет значительно быстрее найти требуемую УП;
  • заменить инструмент. Если вместо инструмента, для которого управляющая программа была изначально разработана, приходится использовать другой, NCManager позволит задать новый инструмент, ввести необходимые значения коррекции и увидеть (измерить) результат работы программы;
  • обучить персонал. NCManager по существу представляет собой симулятор станка с ЧПУ и может быть использован как тренажер для обучения новых сотрудников;
  • учесть особенности стойки ЧПУ. NCManager можно настроить с учетом особенностей конкретного станка, даже если они не отражены в документации или являются результатом модернизаций.

В целом NCManager — компактный и простой продукт, легкий в освоении и позволяющий гораздо комфортнее чувствовать себя при работе с управляющими программами, независимо от их происхождения. За счет применения NCManager будет допущено значительно меньше ошибок и недочетов в программах, гораздо меньше времени и нервов будет уходить на запуск программы в производство, будет использовано существенно меньше пробных заготовок.

«САПР и графика» 9'2000