Кіріспе
CNC фрезерлік машиналардың орналасу деректері Кескіштің орналасуы (CLData) - бағдарламадағы нұсқаулармен (әдетте G коды) фрезерлік машинаның фрезерлік кескішті ұстауға нұсқау берілген орналасуы. G кодын басқаратын әрбір қозғалыс сызығы екі бөліктен тұрады: соңғы кескіш орнынан келесі кескіш орнына дейінгі қозғалыс түрі (мысалы, "G01" - сызықтық, "G02" - дөңгелек) және келесі кескіш орны (осы мысалдағы картезиандық нүкте (20, 1.3, 4.409). "G01 X20Y1.3Z4.409" КТҚ фрезерлеуге жарамды кескіш жолдарын құрудың негізгі негізі - жарамды кескіш орындарын таба алатын және оларды бір-біріне біріктіретін функциялар. CAD моделі мен құрал анықтамасы берілген дұрыс кескіш орындарын құру мәселесіне екі кең және қарама-қайшылықты тәсіл бар: ауытқулар бойынша есептеу және үшбұрыштарға қатысты есептеу. Бұл сұрақтар осы мақаланың кейінірек тарауында қарастырылады. Жалпы кескіштің орналасу проблемасының ең кең таралған мысалы - кескіш радиусын өтеу (CRC), онда оның радиусын өтеу үшін аяқ диірмен (шаршы аяғы, доп аяғы немесе бұқа аяғы) ауыстырылуы керек. 1950 жылдан бастап, ұшқанда түйіспе нүктелерін табу үшін CRC есептеулері автоматты түрде CNC басқаруында, G40, G41 және G42 сияқты G кодтарының нұсқауларын орындай отырып, орындалды. Негізгі кіріс - бұл ауысу регистрлерінде сақталған радиус ауысу мәндері (әдетте D адресі арқылы шақырылады) және G41 немесе G42 арқылы шақырылатын сол / оң көтерілу / әдеттегі айырмашылық. CAM бағдарламалық жасақтамасының пайда болуымен, ескі қолданбалы бағдарламалау ортасын толықтыру үшін бағдарламалық қамтамасыз ету мүмкіндігі қосылды, CRC есептеулерінің көп бөлігі CAM жағына көшірілуі мүмкін және CRC-ді қалай басқаруға болатындығы үшін әртүрлі режимдер ұсынылуы мүмкін. 2 осьті немесе 2,5 осьті CRC проблемалары (мысалы, XY жазықтықтағы қарапайым профиль үшін құрал жолдарын есептеу) есептеу қуаты жағынан өте қарапайым болса да, CRC шарық ұшқышты 3D нысандарды контурлаудың 3 , 4 және 5 осьті жағдайларында күрделі болады. Міне, осы жерде CAM аса маңызды болып табылады және қолмен бағдарламалауды әлдеқайда жеңіп шығады. Әдетте CAM вектор шығысы белгілі бір CNC басқару моделіне бейімделген постпроцессор бағдарламасы арқылы G кодына өңделеді. Кейбір соңғы үлгідегі CNC басқарулары векторлық шығысты тікелей қабылдайды және серво кірістеріне аударманы ішкі түрде жасайды.
A cutter location (CLData) refers to the position which a CNC milling machine has been instructed to hold a milling cutter by the instructions in the program (typically G code). Each line of motion controlling G code consists of two parts: the type of motion from the last cutter location to the next cutter location (e. g. "G01" means linear, "G02" means circular), and the next cutter location itself (the cartesian point (20, 1.3, 4.409) in this example). "G01 X20Y1.3Z4.409"
The fundamental basis for creating the cutter paths suitable for CNC milling are functions that can find valid cutter locations, and stringing them together in a series. There are two broad and conflicting approaches to the problem of generating valid cutter locations, given a CAD model and a tool definition: calculation by offsets, and calculation against triangles. Each is discussed in a later section of this article. The most common example of the general cutter location problem is cutter radius compensation (CRC), in which an endmill (whether square end, ball end, or bull end) must be offset to compensate for its radius. Since the 1950s, CRC calculations finding tangency points on the fly have been done automatically within CNC controls, following the instructions of G codes such as G40, G41, and G42. The chief inputs have been the radius offset values stored in the offset registers (typically called via address D) and the left/right climb/conventional distinction called via G41 or G42 (respectively). With the advent of CAM software, which added a software aided option to complement the older manual programming environment, much of the CRC calculations could be moved to the CAM side, and various modes could be offered for how to handle CRC. Although 2 axis or 2.5 axis CRC problems (such as calculating toolpaths for a simple profile in the XY plane) are quite simple in terms of computational power, it is in the 3 , 4 , and 5 axis situations of contouring 3D objects with a ball endmill that CRC becomes rather complex. This is where CAM becomes especially vital and far outshines manual programming. Typically the CAM vector output is postprocessed into G code by a postprocessor program that is tailored to the particular CNC control model. Some late model CNC controls accept the vector output directly, and do the translation to servo inputs themselves, internally.
Компенсация бойынша
Еркін пішінді бетке УФ-парамметриялық нүктеден бастаңыз, xyz нүктесі мен норманы есептеп, құралдың анықтамасымен сәйкес келетін қалыпты нүктеден ауыстырыңыз, сондықтан кескіш сол нүктедегі бетке жанасады. Проблемалар: басқа жерде модельмен соқтығысуы немесе қиылысуы мүмкін, және үшбұрышты әдісті толық іске асырудан басқа, бұл болып жатқанын айтудың жолы жоқ. Көптеген жарияланған ғалымдар бұл кескіштің орналасуын табудың жолы және түйісу нүктесінен алыс соққылар мәселесі шешіледі деп санайды. Алайда, қазіргі таңда басылып шыққан ешбір материал шынайы өмірдегі жағдайларды зерттей алмайды.
Үшбұрыштарға қарсы
Кесу орнын XY компонентімен бастаңыз және модельдегі әрбір үшбұрышты қайталаңыз. Кесушінің шеңберлі көлеңкесімен өтетін әрбір үшбұрыштың үшбұрышты дәл жанасу үшін қажетті кесушінің орналасуының Z мәнін есептеп, барлық осындай мәндердің ең үлкенін табыңыз. Хванг және басқалар. Бұл әдісті цилиндрлік, шарлы және бұрышпен ұшталған фрезерлік құралдар үшін 1998 жылы сипаттаңыз. Бұл идеяларды 2002 жылы Чуаң және басқалар жазған мақалада одан әрі дамытады. 2004 жылғы Yau және басқалар. APT кескішін үшбұрыштарға қарсы орналастыру алгоритмін сипаттаңыз. Яу және басқалар. Үшбұрышты үсті-үстіне шаққанда табу үшін kd ағашын пайдаланыңыз. Проблемалар: модельді жеткілікті толерантты түрде тіркеу үшін жеткілікті үшбұрышты сақтау үшін көп жад қажет, және бастапқы кескіштің орналасу мәндерін алу үшін бағдарламалауға көп уақыт кетеді. Алайда, олар барлық жағдайда жарамды екені кепілдендірілген. Қазіргі кездегі барлық негізгі CAM жүйелері осылай істейді, өйткені ол модельдің күрделілігі мен геометриясына қарамастан, сәтсіздіксіз жұмыс істейді, әрі кейіннен тез жасалуы мүмкін. Сенімділік тиімділіктен әлдеқайда маңызды. Жоғарыда айтылғандар 3 осьті машиналарға қатысты. 5 осьті машиналар өздеріне арналған арнайы жазуды қажет етеді.
ZMap
ZMap алгоритмін 2003 жылы академиялық әдебиетте Бёнг К. Чой компьютер жадында кескіштің орналасу мәндерінің тұрақты массивін алдын ала есептеу және сақтау тәсілі ретінде ұсынды. Нәтижесінде кескіштің биіктік картасының моделі пайда болады, одан аралық мәндерді интерполяциялау мүмкін. Дұрыс мәселелерге байланысты, бұл кеңейтілген ZMap немесе EZMap-қа жалпыландырылды, "айналып жүретін" нүктелерді бекітілген ZMap нүктелерінің арасында орналастыру арқылы. EZMap нүктелерінің орналасуы ZMap құрылған кезде қайталана отырып анықталады. EZMap нүктелері тек ZMap нүктелерінің арасында өткір жиектер болған жерде орналастырылады; толығымен жазық геометриялы көзге EZMap нүктелері қажет болмайды.