Программирование ЧПУ. Линейная интерполяция

Управляющая программа обработки детали представляет собой траекторию движения центра фрезы. Траектория движения состоит из отдельных, соединяющихся друг с другом участков, линейных или дуговых. Точки, которые задают траекторию, называются опорными. В действительности управляющая программа – это последовательный набор опорных точек. Опорные точки могут лежать в плоскости, для их задания используется две координаты (двух координатная обработка) или в пространстве (объемная трех координатная обработка).

На практике для перемещения инструмента системе ЧПУ не достаточно только опорных точек, необходимо более детальное ее представление. Для расчета промежуточных точек и выдачи команд движения по линейным осям используется специальное вычислительное устройство - интерполятор.

Интерполяторы делятся на линейные и круговые. Линейный интерполятор используется для отработки прямолинейного движения инструмента. На входе в интерполятор поступает информация о координатах опорных точек, на выходе для каждой координаты формируется последовательность импульсов необходимых для отработки заданной геометрии. Линейный интерполятор позволяет отрабатывать только прямолинейные движения. Однако обеспечить точное соответствие перемещения вдоль заданной прямой достаточно сложно. Итоговая траектория перемещения приближенно напоминает ломаную линию (рисунок ниже).

В процессе отработки прямой интерполятор попеременно управляет включением приводов то по оси X, то по оси Y (если прямая лежит в плоскости XY), посылая нужное количество импульсов на привода. На рисунке выше для отработки прямой на ось Y посылается один импульс, а на X - два импульса. Значение d определяет отклонение от заданной геометрии. Т.к. разрешающая способность позволяет задавать один импульс для перемещения на 0.001 мм, то итоговую ломаную кривую можно считать плавной.

Таким образом, линейный интерполятор рассчитывает необходимое количество импульсов по той или иной оси и выдает их на привода.

Программирование линейных перемещений

Чтобы использовать линейный интерполятор (осуществлять программирование линейных перемещений) используется подготовительная функция G01 и указываются координаты конечной точки перемещения с заданной скоростью.

G01 X n.n Yn.n Z n.n Fn.n, где

X, Y, Z – адреса линейных осей;

F – скорость перемещения;

 

Например, для программирования прямолинейного перемещения из точки A в точку B со скоростью 1000 мм/мин необходимо в УП сформировать следующий кадр:

G01 X100 Y80 F1000

Постпроцессор

Постпроцессор - это, как правило, файл и или несколько файлов, в которых заложена информация о конфигурации оборудования и системы ЧПУ, установленной на данное оборудование, наличии различных функций.
Разрабатывая постпроцессор, мы имеем дело с двумя фундаментальными объектами CAM систем:

Траектория - кривая движения кромки центра инструмента, которую инженер-программист рассчитывает в CAM системе. Траектория состоит из линейных участков и дуг. Набор данных о траектории называется СLDATA (Cutter Location DATA). Такая информация не понятна для станка.

Управляющая программа - набор данных в заданном формате (на языке конкретного УЧПУ) для управления перемещением рабочих органов станка, а также другими установленными на нем устройствами.

Среди постпроцессоров следует выделить настраиваемые и встроенные. Встроенные обычно создаются производителями контроллеров ЧПУ и обладают надежностью, главный их недостаток - они недостаточно гибки, из-за ограниченности набора параметров настройки. Когда необходима оптимизация УП или нестандартные функции контроллеров, наиболее привлекательны настраиваемые постпроцессоры.

Основное назначение Постпроцессора - это перекодирование информации из формата CLDATA непосредственно в Управляющую программу станка. Таким образом, постпроцессор - это промежуточное звено между CAM cистемой и станком. Именно большое многообразие станочного оборудования и систем ЧПУ потребовало от разработчиков CAM систем применения такой схемы, когда пользователь рассчитывает как бы обезличенную программу движения, а далее использует нужный постпроцессор для ее адаптации под заданный станок.
Сам файл постпроцессора перекодированием не занимается. Для этого существует специальный модуль-обработчик, который может быть внешним или встроенным в систему.

В настоящее время единой среды разработки постпроцессоров для КАМ систем от различных производителей (Delcam, Siemens, CNC Software и других) не существует, в разделах сайта можно найти описание средств разработки. Разработчиками Delcam ведется работа по адаптации одного пакета постпроцессирования (Delcam Postprocessor) для всех своих продуктов.