Теория:
Алгоритмические языки программирования
Общие сведения
Роботы, манипуляторы и станки с числовым программным управлением (ЧПУ) являются частными случаями цифровых систем управления.
Для описания процессов обработки деталей на станках с ЧПУ, для программирования работы роботов - манипуляторов применяются алгоритмические языки специального назначения.
Эти языки обеспечивают формально - словесный способ описания процесса обработки.
Написанная на этих языках управляющая программа состоит из последовательности операторов и разрабатывается по следующим этапам:
1. На чертеже детали указывается система координат.
2. Каждому геометрическому объекту (точке, прямой, окружности, контуру, поверхности) ставится в соответствии номер.
3. С помощью макрокоманд рассчитываются координаты движения обрабатывающих инструментов или других объектов.
4. На основе рассчитанных координат задается последовательность технологических команд обработки.
Последняя процедура обычно программируется совместно с технологами, так как процесс обработки должен удовлетворять определенным требованиям технологического процесса.
Операторы определения геометрических объектов
Ниже перечислены основные операторы этой группы.
Операторы определения точки:
1) pm = pj - совпадает с точкой pj.
2) pm = x0, y0 - имеет декартовы координаты x0,y0.
3) pm = cj - находится в центре окружности j.
4) pm = lj, lk - находится на пересечение прямых j, k.
5) pm = pj, dx0, dy0 - смещена от точки j на dx0 и dy0.
6) pm = pj, ipk - расположена симметрично точке j относительно точки k.
7) pm = pj,ilk - расположена симметрично точке j относительно прямой k.
8) pm = r0, u0 - в полярных координатах r0,u0 относительно центра координат.
9) pm = pj, r0, u0 - в полярных координатах r0,u0 относительно точки j.
и т.д. всего 16 разновидностей операторов.
Операторы определения прямой:
1) lm = lj - совпадает с прямой.
2) lm = x0, y0 - отсекает по осям координат отрезки x0, y0.
3) lm = pj, x0, y0 - то же с центром координат в точке j.
4) lm = pj, pk - проходит через точки j и k.
5) lm = y0 - параллельна оси x на расстоянии y0.
6) lm = x0 - параллельна оси y на расстоянии x0.
7) lm = pj, lk - параллельна прямой k, проходящую через точку j и т. д.
Всего 18 разновидностей операторов.
Операторы определения окружности:
1) cm = cj - совпадает с окружностью j.
2) cm = x0, y0, r0 - имеет центр с координатами x0, y0 , радиус r0.
3) cm = x0, y0, r0 - имеет центр в точке j, радиус r0.
4) cm = cj, dx0, dy0 - центр смещен на dx0, dy0.
5) cm = cj, r0 - центр совпадает с окружностью cj, радиус r0.
6) cm = pj, pk - центр в точке j, точка k на окружности.
7) cm = pj, lk - центр в точке j, касается с прямой k.
8) cm = pj, pk, pn - проходит по трем известным точкам и т.д.
Всего 18 разновидностей операторов.
Операторы движения инструмента вдоль линии
Операторы движения инструмента вдоль линии в общем виде можно представить следующим образом:
mi = < спецификация движения >,
где i - индекс, характеризующий движение объекта (платформы, резца, фрезы, механической руки и т.д.)
При i = 0 осуществляется быстрое перемещение объекта в заданную точку по кратчайшему пути - по прямой. Это движение еще называется позиционированием.
При i = 1 осуществляется перемещение инструмента по прямой с заданной скоростью.
При i = 2 осуществляется движение инструмента по заданной дуге окружности по часовой стрелке.
При i = 3 осуществляется движение инструмента по заданной дуге окружности против часовой стрелки.
Вспомогательные операторы
К вспомогательным относятся операторы, которые задают параметры обрабатывающих инструментов, особенности генерации кодов движения инструментов, точку начала движения, а также параметры черновой и чистовой обработки поверхности деталей.
Приведем некоторые примеры вспомогательных операторов:
% GENER (k) - этот оператор задает генерацию кодов движения инструмента в абсолютных координатах при k = 0 или в приращениях координат при k = 1.
% CUTTER (d) - этот оператор задает диаметр фрезы d в мм для фрезерных станков или расстояние от центра платформы до конца резца для токарного СЧПУ.
% FROM (p, z) - этот оператор задает точку начала движения инструмента, где p - номер точки, соответствующей центру платформы с координатами (x, y), на которой крепится резец, z - исходная координата z (высота подъема) резца или оси вращения фрезы. Для токарных станков обычно z = 0.
% THICK (t) - этот оператор задает припуск на чистовую обработку поверхности после черновой, где t - величина припуска в мм.
Вспомогательные операторы находятся обычно в начале программы или макрокоманды.
Разработка программы обработки основания фигуры
Выполним схематичный чертеж основания фигуры:
Точка p1 имеет координаты х = 0 и у = 0.
Точка p5 – координаты центра окружности с радиусом r0.
Точка p3 имеет координаты (0,-9), а точка p4 имеет координаты (0,-16).
Определим радиус окружности и координаты точки p5, для этого воспользуемся теоремой Пифагора:
r02 = (-9)2 + (r0 - 2)2 = 81 + r02 - 4 r0 + 4
4 r0 = 85
r0 = 21.25,
соответственно, точка p5 имеет координаты (-19.25, 0).
Тогда программа для обработки основания фигуры будет иметь следующий вид:
<Программа обработки основания фигуры>
% GENER (0)
; ввод информации о геометрических объектах
p1 = x 0, y 0
p2 = x 2, y 0
p3 = x 0, y -9
p4 = x 0, y -16
p5 = x -19.25, y 0
; p6 координаты точки начального положения платформы 1
p6 = x - 200, y - 300
с1 = p5 , r 21.25
; обработка основания фигуры
% CUTTER (100)
% FROM (6, 100)
m0 = p1
m1 = p2
m2 = p2, c1, p3
m1 = p4
; возврат платформы 1 в точку p6
M99
Разработка программы предварительной обработки поверхности фигуры
Выполним схематичный чертеж, предназначенный для предварительной обработки фигуры:
<Программа предварительной обработки поверхности фигуры>
% GENER (0)
; ввод информации о геометрических объектах
p1 = x 0, y -16
p2 = x 0, y -9
p3 = x 42, y -9
p4 = x 42, y -16
p5 = x 8, y -6
p6 = x 42, y -6
; p7 координаты точки начального положения платформы 1
p7 = x -200, y -300
; черновая обработка фигуры
% CUTTER (100)
% FROM (7, 100)
m0 = p1
m1 = p2
m1 = p3
m0 = p4
m0 = p2
m1 = p5
m1 = p6
; возврат платформы 1 в точку p7
M99
Разработка программы чистовой обработки поверхности фигуры
Выполним схематичный чертеж, для чистовой обработки фигуры:
<Программа чистовой обработки поверхности фигуры>
% GENER (0)
; ввод информации о геометрических объектах
p1 = x 0, y -9
p2 = x 8, y -6
p3 = x 15, y -10
p4 = x 16, y -2
p5 = x 25, y -2
p6 = x 26, y -5
p7 = x 27, y -5
p8 = x 28, y -5
p9 = x 29, y -2
p10 = x 34, y -2
p11 = x 37, y -2
p12 = x 40, y -2
p13 = x 42, y -2
p14 = x 42, y 0
c1 = p3, r 8
c2 = p7, r 1
c3 = p11, r 3
; p15 координаты точки начального положения платформы 1
p15 = x -200, y -300
; чистовая обработка и обрезка фигуры
% CUTTER (100)
% FROM (15, 100)
m0 = p1
m1 = p2
m2 = p2, с1, p4
m1 = p5
m1 = p6
m3 = p6, c2, p8
m1 = p9
m1 = p10
m3 = p10, c3, p12
m1 = p13
; обрезка фигуры
m1 = p14
; возврат платформы 1 в точку p15
M99
