cncCAM. Создание УП для токарных центров.

Введение

Программа для расчета траектории и получения УП для токарных центров с ЧПУ с двумя резцами под управлением NC STUDIO.

Исходными данными для программы служат файлы чертежей в формате DXF или DWG.

Настройка и запуск программы

Рис 1. Форма настройки и запуска программы. 

Порядок действий при запуске.

При запуске программы появится форма, как на изображении выше. 

1. Нажмите кнопку "Выбрать" для выбора файла. Программа считывает исходные данные из форматов DXF и DWG. Для считывания файла в формате DWG необходим установленный на компьютере AutoCAD (см. главу "Ограничения и особенности работы")

2. Введите соответствующие настройки в форму.

3. Нажмите кнопку "Создать G-код". В появившемся окне сохранения файла выбирите или наберите имя для сохранения в файл.

Можно проверить результат работы программы нажав кнопку "Просмотр в AutoCAD". Запускает диалоговое окно выбора файля, после чего запускает AutoCAD и прочерчивает по точкам из УП траектории движения резцов. Результат примерно такой как на картинке ниже.

Для просмотра и редактирования G-кода можно воспользоваться программой NC Corrector

Настройки.

Радиус резца - радиус закругления режущей кромки резца, указанный в паспорте, на упаковке или на самом резце.
Расстояние между резцами - физическое расстояние по осям между резцами. Вымеряется самостоятельно по инструкции к станку.
Съем головного резца - съем в % от общего съема на проходе. При выполнении прохода, каждый резец снимает свой слой материала. Данный параметр указывает какую часть слоя будет снимать головной резец на проходе. На станках Beaver, при движении от задней бабки к шпинделю головным является резец с координатами Y. При движении от шпинделя к задней бабке - головным является резец с координатами Z.

Точность расчета траектории - шаг по оси X, используемый при расчете координат точек траектории движения. Влияет на размер УП. Не следует увлекаться слишком мелким шагом, увеличивается время расчета и размер УП. Для обработки деревянных деталей, типа балясин,вполне достаточно точности 0,1-0,2 мм. Для столбов можно и больше.
Количество проходов -  количество проходов в обе стороны движения. В количество включаются также чистовой и первый проход.
Толщина первого прохода - толщина первого прохода на оба резца в % от полной толщины снимаемого слоя на детали. Толщина съема каждого резца будет расчитана исходя из параметра "Съем головного резца".
Толщина чистового съема - толщина чистового съема на один резец. Общий слой снимаемого материала на чистовом проходе будет равен удвоенной величине параметра. 
Отступ по X - отступ по X от края детали (в бета-версии недоступен). Применяется для обработки балясин и столбов. Обычно балясины и столбы в верхней и нижней части имеют квадратное сечение, которое не затрагивается токарной обработкой. В таких случаях довольно сложно точно определить нулевую координату по оси X. Для удобства настройки станка, можно выставить координату резца по торцу заготовки в 0 и указать размер смещения для начала траектории резания.
Безопасная дистанция - безопасное расстояние от нулевой точки по осям Y и Z при холостом ходе резцов в начале и конце прохода.
База по X, Y, Z - координаты, в которые перемещаются резцы по окончании процесса обработки детали.

Рис 2. Пояснение к настройкам.

Режимы подачи.

Управляет скоростью подачи резцов и режимом резания на разных проходах при обработке. Первый черновой проход можно пройти быстрее, поскольку заготовка квадратная и нагрузка меньше. Чистовой проход на меньшей скорости для повышения чистоты обработанной поверхности детали. Очень важные параметры для уменьшения затрат, влияют на общее время обработки деталей, уменьшает время шлифовки. Каждая выигранная секунда экономит деньги.

Стратегии обработки.

Cosen CNC - стратегия похожая на стратегию программы Cosen CAM, которая идет в комплекте с токарными центрами Beaver. Программа вчисляет чистовую траеторию, траекторию первого прохода, оставшееся расстояние между проходами делится поровну на оставшееся количество проходов.

экспоненциальная - стратегия, похожая на cosen CNC, но промежуточные траектории между первой и чистовой траекторией делятся не поровну, а толщина съема убывает по экспоненте от толщины первого съема до толщины чистового прохода. Такая стратегия позволяет постепенно снизить нагрузку и избежать вибрации из-за того, что деталь становится тоньше.

зональная - особая стратегия для  длинных и тонких или для очень рельефных деталей. Профиль детали делится на 3-7 зон. Резцы делятся на черновой и чистовой. Токарная обработка происходит от середины к краям по зонам одним черновым резцом. Движение осуществляется по зигзагообразной траектории. Таким образом сохраняется максимально возможная жесткость заготовки на всем протяжении обработки. После черновой обрабртки происходит чистовой проход вторым резцом.

Ограничения и особенности работы.

Ограничения.

1. В чертеже должно быть не менее 2-х образующих линий.

2. Линии могут быть только отрезками или дугами. Можно использовать как отдельные линии так и объединенные в плоскую полилинию.

3. Недопускаются разрывы между концами линий. Крайние точки отрезков и дуг должны сходиться в одну точку, кроме, естесственно, первой и последней точки.

4. Первая линия не должна быть перпендикулярна оси вращения, то есть оси X. Если резец не подрезной, то и остальные линии не могут быть перпендикулярными.

5. Дуги должны быть без поднутрения, то есть дуга не должна пересекать линию, проведенную через центр этой дуги, параллельно оси вращения. В данном случае еще нужно учитывать форму резца, которая не позволяет обработать полную дугу и перпендикулярную подрезку. Желательно, что бы касательная к дуге в крайней точке была под углом не менее угла резца. То же самое для линий. Линия не должна заходить за другую линию.

6. Детализация и размеры линий профиля должны соответствовать возможностям резца.  

Особенности программы и алгоритм расчетов.

Чертеж должен быть ориентирован как на предыдущих изображениях. Ось вращения должна быть выше траектории движения.

Считывание данных происходит из файлов векторной графики DXF или файлов формата AutoCAD - DWG. Файлы DXF - это текстовые файлы с описанием параметров и объектов чертежа. Для чтения файлов DWG , программа использует AutoCAD, что может вызвать ошибку во время исполнения программы, если у вас не установлен AutoCAD или по причине несовместимости версий. По этой же причине может не работать кнопка "Просмотр в AutoCAD". Если AutoCAD у вас установлен, то желательно его запустить перед использованием программы cncCAM. 

Алгоритм работы следующий:

пояснения можно увидеть на Рис2.

1. Считывание контрольных точек и параметров отрезков и дуг.

2. Смещение линий и дуг на радиус резца для сохранения исходного профиля детали при обработке.

3. Смещение линий и дуг на чистовые проходы и расчет траектории чистовых проходов.

4. Расчет траекторий остальных проходов согласно настройкам программы. 

Скачать программу

сборка 1.0.0.1 

На основной форме есть кнопка "Проверка новой версии". Никаких действий не вызывает. Просто проверяет наличие новой версии на сайте и выдает соответствующее сообщение.

PS

Программа на стадии beta-версии. Хотелось бы увидеть отзывы в комментариях.
Установка пока не требуется, распаковываем в отдельную папку и запускаем. Не забываете в свойствах файла снять блокировку.

Планируется расширение функционала:
- блок создания УП для гравировального узла
- визуально-графическая проверка УП 
- редактирование УП