Язык программирования APT: история и применение в станках с ЧПУ.

Введение

Язык программирования

APT (Automatically Programmed Tool) — это высокоуровневый компьютерный язык программирования, который чаще всего используется для генерации инструкций для станков с числовым программным управлением. Многие считают Дугласа Т. Росса отцом APT: в 1956 году, будучи руководителем недавно созданной группы компьютерных приложений лаборатории сервомеханизмов в MIT, он возглавил её техническую работу. APT — это язык и система, избавляющие от трудоёмких математических расчётов при создании траекторий инструмента для оборудования с числовым программным управлением. Этот ранний язык широко применялся в 1970-х годах и до сих пор остаётся международным стандартом. Впоследствии были разработаны производные от APT.

Язык программирования

APT используется для программирования станков с числовым программным управлением (ЧПУ) для создания сложных деталей с помощью режущего инструмента, движущегося в пространстве. Он применяется для вычисления траектории, по которой должен следовать инструмент, чтобы сформировать требуемую деталь. APT – это язык специального назначения и предшественник современных систем автоматизированного проектирования и производства (САПР/САМ). Он был разработан и усовершенствован в конце 1950-х – начале 1960-х годов для упрощения задачи вычисления геометрических точек, которые инструмент должен проходить в пространстве для обработки сложных деталей, необходимых в аэрокосмической отрасли. Это стало прямым следствием появления новой технологии ЧПУ и сложной задачи, стоявшей перед токарями и инженерами при расчете движений станка для изготовления сложных деталей, на которые он был способен. Разработка велась в тех же лабораториях MIT, где реализовывались проекты «Численное управление» и «Фрезерные станки». APT также финансировался ВВС США и примечателен тем, что является первым в мире крупномасштабным совместным проектом в области программирования, объединившим государственные учреждения, университеты и команду из 14 компаний, организованную в рамках Ассоциации авиационной промышленности (ныне Аэрокосмической промышленности). APT был создан до появления графических пользовательских интерфейсов, поэтому он использует текст для задания геометрии и траекторий инструмента, необходимых для обработки детали. Оригинальная версия была разработана еще до появления FORTRAN и стала первым стандартом ANSI. Более поздние версии были переписаны на FORTRAN. APT имеет много общего с другими языками программирования, такими как FORTRAN. Язык программирования общего назначения преобразует исходный текст в инструкции, которые компьютер может обрабатывать. APT преобразует исходные инструкции в программы для управления станками с ЧПУ. Результатом работы процессора APT может быть файл с координатами режущего инструмента (CL), который затем обрабатывается постпроцессором, специфичным для конкретной пары «система ЧПУ – станок». Полученный файл затем используется системой ЧПУ станка для генерации движений инструмента и других операций станка. Чаще всего этот файл содержит инструкции в формате RS 274, обычно известном как G-код.

APT is used to program numerically controlled machine tools to create complex parts using a cutting tool moving in space. It is used to calculate a path that a tool must follow to generate a desired form. APT is a special purpose language and the predecessor to modern computer aided manufacturing (CAM) systems. It was created and refined during the late 1950s and early 1960s to simplify the task of calculating geometry points that a tool must traverse in space to cut the complex parts required in the aerospace industry. It was a direct result of the new numerical control technology becoming available at that time and the daunting task that a machinist or engineer faced calculating the movements of the machine for the complex parts for which it was capable. Its development was centered at the same MIT labs that hosted the Numerical Control and the Milling Machine Projects. APT also was US Air Force sponsored and is notable for being the world's first major cooperative programming venture, combining government agencies, universities, and a 14 company team organized within the Aircraft Industries Association (now Aerospace Industries Association). APT was created before graphical user interfaces were available, and so it relies on text to specify the geometry and toolpaths needed to machine a part. The original version was created before even FORTRAN was available and was the very first ANSI standard. Later versions were rewritten in FORTRAN. APT shares many similarities with other computer programming languages such as FORTRAN. A general purpose computer language takes source text and converts the statements to instructions that can be processed internally by a computer. APT converts source statements into programs for driving numerically controlled machine tools. The output from an APT processor may be a cutter location (CL) file which is then run through a post processor specific to the desired control machine pair. The resulting file is then run by the control of the machine to generate tool motions and other machine actions. Most commonly, this file is in some form of RS 274 format instructions, commonly known as G code.

Деривативы

Были разработаны дальнейшие производные APT, изначально главным образом для обеспечения возможности запуска программ на мини-компьютерах вместо мэйнфреймов. К ним относятся ADAPT от IBM, EXAPT из Германии и UNIAPT, первоначально разработанный United Computing, а затем использовавшийся совместно с системами CADCAM Unigraphics. Системы станков с ЧПУ до сих пор используют элементы APT. Разработчики стандартов, такие как STEP NC, заимствовали кривые траектории инструмента из APT и других источников. APT послужила основой для двух ранних языков программирования для робототехники: RAPT (Robot APT) был разработан в Школе информатики Эдинбургского университета, а ROBEX являлся производным от EXAPT.