😘 👋 🎍 نموذج محاكاة لعملية معالجة المواد عن طريق قطع مخرطة CNC 👩🏽‍🍳 🤵🏾 📦

المقدمة

تركز منهجية تطوير نماذج المحاكاة والمحاكاة في مختلف التخصصات التقنية بشكل أساسي على تقليل مستوى تجريد المواد التعليمية. إلى جانب مواد التدريس النظرية ، تسمح المحاكاة البصرية لعملية أو عملية تكنولوجية معينة للطالب بإتقان المواد التي يتم تدريسها بشكل كامل مع تقريب أقصى للظروف الطبيعية. في هذه الحالة ، لا يمكن اعتبار نماذج المحاكاة والمحاكاة إلا كأداة مساعدة في العملية التعليمية. الغرض الرئيسي من هذه الفئة من الموارد التعليمية هو التعرف الأساسي (الأولي) على مبادئ تشغيل المرافق التقنية المعقدة في غياب إمكانية استخدام معدات صناعية حقيقية ،أو من أجل زيادة كفاءة الطالب بشكل أولي قبل الخضوع للتدريب العملي.

من المهم بشكل خاص منهجية الجمع بين المهام التعليمية والمهام الهندسية والتطبيقية في مجموعة أدوات واحدة تلبي المستوى الحالي للتطور التكنولوجي والصناعة ككل. هنا نتحدث عن التنفيذ المتكامل لوظائف التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD / CAM) ومبادئ المحاكاة - المحاكاة العددية للعمليات التكنولوجية.

الاتجاه الرئيسي في إدخال نماذج التدريب المحاكاة في ممارسة التعليم الهندسي هو تحقيق أقصى قدر من التفاعل. والشرط الأساسي هنا هو القدرة على تنفيذ الإجراءات "الخاطئة" من قبل الطلاب والاستجابة المناسبة لنموذج المحاكاة لهذه الإجراءات من أجل تحقيق المستوى المطلوب من الفهم للمواد التعليمية للطلاب. كلما زادت درجة حرية الكائن المحاكي (الجهاز أو الجهاز) ، زاد تأثير التفاعل الحقيقي في عملية التعلم.

الغرض من المشروع وأهدافه

الهدف من المشروع المقدم هو تطوير منتج برمجي تعليمي ومنهجي (نموذج محاكاة أو محاكاة) ، يهدف إلى التعريف الأساسي لمتخصصي الهندسة المبتدئين بمبادئ برمجة عمليات تحويل الأجزاء باستخدام رمز G / M القياسي.

تغطي مجالات تطبيق المنتج البرمجي في المقام الأول العملية التعليمية باستخدام تقنية الكمبيوتر في شكل فصول مختبرية للطلاب في فصول الكمبيوتر ، والتعلم عن بعد ، بالإضافة إلى الدعم التوضيحي لمواد المحاضرات في مجموعة مجالات التدريب والتخصصات (OKSO) "علم المعادن والهندسة الميكانيكية ومعالجة المواد". تسمح الوظائف المرنة والتنقل لمنتج البرنامج أيضًا باستخدامه كأداة تطبيق للتحقق والاختبار الأولي لبرامج التحكم لتحويل عمليات المواد على الأجهزة التي يتم التحكم فيها رقميًا (CNC) باستخدام رمز برنامج Fanuc (نظام الرمز A).

يجب أن توفر وظائف المحاكي المهام التالية:

G/M ;
, ;
;
;
.

الميزة التقنية للمحاكي قيد التطوير هي استهلاكها المنخفض نسبيًا للموارد ودعم الأنظمة الأساسية المتعددة ، مما يتيح لك استخدام هذا المنتج البرمجي على أجهزة حوسبة مختلفة ، بما في ذلك السبورات البيضاء التفاعلية والهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المكتبية ، والتي بدورها تزيد من مرونة وحركة العملية التعليمية ، بما يتوافق مع المستوى الحديث للمعلومات التعليم.

كائن النمذجة

أساس نموذج المحاكاة ثلاثي الأبعاد هو مخرطة TS1625FZ المصنعة من قبل مصنع Tver لأدوات الماكينات من StankoMashKompleks JSC مع سرير أفقي وتجميع كلاسيكي للوحدات ، ومجهزة بنظام CNC ، وبرج ذو ثمانية مواضع ، وخرطوشة خراطة ثلاثية الفك ، وغراب ذيل ، ونظام تزويد مبرد زيت التشحيم ووحدات أخرى. يتم تنفيذ معالجة المواد في إحداثيتين في المستوى الأفقي للجهاز. يتم عرض الخصائص التقنية الرئيسية للنموذج الأولي للمعدات في الجدول 1.

في جهاز المحاكاة ، تم تصميم مجموعة من أدوات القطع (أدوات التدوير الجاهزة والمثاقب) ، بما في ذلك 185 عنصرًا. يتم عرض أنواع إدراجات القطع القابلة للاستبدال المستخدمة في أدوات الخراطة في الجدول 2.

أيضا في النموذج ، يتم استخدام قواطع مع لوحات قطع وتثقيب خاصة. يوضح الشكل 1 نموذجًا هندسيًا لأداة تحويل مسبقة الصب.

الشكل 1 - نموذج هندسي لأداة تحويل مسبقة الصب وتعيين الخصائص الرئيسية لمدخل قطع قابل للإزالة: الزاوية الرئيسية من حيث φ1 ، الزاوية المساعدة من حيث φ2 ، قطر الدائرة المنقوشة D ، نصف قطر التقريب عند قمة R

وصف موجز لطريقة النمذجة الهندسية لتشكيل الأجزاء أثناء الدوران

في المشروع قيد النظر ، يتم استخدام نموذج مبسط لتشكيل قطعة العمل ، بناءً على افتراض أن التماثل المحوري للجزء ثابت طوال عملية الدوران بأكملها [1 ، 2]. يستبعد هذا النموذج إمكانية إنشاء أسطح حلزونية ، ويتم تصوير العناصر الملولبة للأجزاء بشكل مشروط - من خلال أقسام من الضلع المتحد المركز. تم إضفاء الطابع الرسمي على الحسابات الأساسية باستخدام هذه التقنية من خلال المشكلة الهندسية المتمثلة في تقاطع حلقتين مغلقتين مسطحتين في مستوى عمل الماكينة - كفاف قطعة العمل وكفاف أداة القطع. بناء على كفاف تشكيل الشكل ، وهو اختلاف منطقي عند تقاطع كفافي المصدر ،يتم تشكيل سطح ثلاثي الأبعاد للجزء المقلد عن طريق تحويل محيط التشكيل بشكل موحد حول المحور الرئيسي للآلة (محور دوران قطعة العمل). تجعل الطريقة المطبقة من الممكن محاكاة تشكيل جزء مثل جسد الثورة في الوقت الحقيقي بتكاليف حسابية منخفضة نسبيًا.

المرحلة الأولى من الخوارزمية هي تكوين العديد من نقاط Wi من محيط قطعة العمل (الشكل 2.أ). في الحالة الأولية (قبل بدء عملية المعالجة) ، يشتمل كفاف الجزء على أربع نقاط ، في حين يتم تمثيل القسم الطولي للجزء بمستطيل. في التكرارات اللاحقة للخوارزمية ، يكون الكفاف الأولي للجزء هو كفاف تشكيل الشكل المحسوب سابقًا. يتم وصف الكفاف عكس اتجاه عقارب الساعة.

في المرحلة الثانية من الخوارزمية ، يتم تشكيل كفاف إدخال القطع لأداة الدوران مع مراعاة خصائصها الهندسية - الأبعاد الكلية والزاوية الرئيسية في المخطط ونصف قطر التقريب في القمة. يتم وصف كفاف الإدخال بالنقاط Cj في الاتجاه المعاكس فيما يتعلق بكفاف الجزء (باتجاه عقارب الساعة).

الشكل 2- لمهمة حساب شكل تشكيل قطع الشغل:
تقاطع الخطوط الأصلية للجزء وإدراج القطع (أ) ؛ الحصول على كفاف تشكيل الشكل للجزء كالفرق المنطقي لخطوط المصدر (ب)

المرحلة الثالثة من الخوارزمية هي تحديد مجموعة نقاط التقاطع Ik من كفاف المصدر. علاوة على ذلك ، يتم فهرسة نقاط التقاطع التي تم العثور عليها وفقًا لمدى قربها من نقطة البداية لكفاف الجزء ، ويتم تضمينها في مجموعة النقاط العامة لكلا الخطين في ترتيب الفهرسة. يتم تحديد إحداثيات نقاط التقاطع لشريحتين تنتميان إلى خطين مختلفين (الشكل 3).

الشكل 3 - نحو تحديد إحداثيات نقطة التقاطع بين مقطعين

بالنسبة للقطاعات P1 - P2 و P3 - P4 التي تنتمي إلى خطين مستقيمين متقاطعين L1 و L2 ، فإنه يتبع ما يلي:

يتم تحديد إحداثيات س ، ص لنقطة تقاطع الخطين L1 و L2 بواسطة معادلة المصفوفة:

لذلك:

نقاط المجموعة المعممة التي تنتمي إلى كفاف إدخال القطع تقع خارج الفترات الفاصلة بين النقاط يتم استبعاد التقاطعات من مجموعة النقاط المعممة لكلا الخطين. وهكذا ، يتم تشكيل المجموعة النهائية من النقاط Fn التي تصف كفاف تشكيل الجزء (الشكل 2.ب). يتم وصف الكفاف الناتج في نفس اتجاه الكفاف الأصلي للجزء.

الخوارزمية المدروسة هي نسخة مبسطة من خوارزمية قطع Weiler - Azerton [3]. يرجع عدد من تبسيطات الخوارزمية إلى السمات الهندسية للمشكلة التي يتم حلها ، وهي: حالة ثابتة لتحدب كفاف إدخال القطع ، وظروف الكشف عن تصادم العناصر المعطلة للقاطع (الحامل) مع قطعة العمل ، وحالة استبعاد الجزء المقطوع تمامًا للجزء من العملية الحسابية عند نمذجة قطاعات العملية ، إلخ.

نظرًا لحقيقة أن تشكيل الجزء يتم أثناء حركة أداة القطع ، عند كل تكرار للخوارزمية ، يحدث تغيير منفصل في إحداثيات نقاط كفاف إدخال القطع بالنسبة لكون قطعة العمل. ترجع خطوة التفرد في هذه الحالة إلى معلمة معينة لحركة أداة القطع (قيمة تغذية العمل) ووقت التكرار لدورة المحاكاة. في هذه الحالة ، قد تتجاوز خطوة الاستقلالية لحركة الأداة (δ) الأبعاد الخطية للمنطقة المتداخلة لخطوط إدخال القطع وقطعة الشغل (الشكل 4.أ) ، مما يؤدي إلى ظهور القطع الأثرية (الأقسام "غير المقطوعة") من كفاف تشكيل الجزء (الشكل 4.ب. )

الشكل 4 - مشكلة الدقة في تقاطعات الحوسبة

أحد الحلول للمشكلة الموصوفة هو طريقة جارفيس ، والتي تتكون من بناء بدن محدب الحد الأدنى حول مجموعة رؤوس خطوط القطع في الحالات المنفصلة الحالية والسابقة (الشكل 5).

الشكل 5 - بناء بدن محدب الحد الأدنى حول ملامح إدراج القطع في حالتين منفصلتين متتاليتين

في هذه الحالة ، يتم حساب تقاطع كفاف قطعة العمل مع كفاف القشرة المحدبة الدنيا ، مما يوفر مساحة التداخل المطلوبة في الفجوات بين الحالات المنفصلة لأداة القطع. عند بناء بدن محدب الحد الأدنى ، فإن حالة الثبات في التحايل على محيطه مهمة بشكل خاص. يمكن أن يغطي الهيكل المحدب الأدنى عدة حالات منفصلة لإدخال القطع ، بشرط ألا يتغير اتجاه تغذية العمل للقاطع في هذه الحالات (يتحرك القاطع على طول مسار مستقيم).

في المشروع قيد النظر ، يتم استخدام طريقة بديلة لإزالة القطع الأثرية للكونتور التكويني ، استنادًا إلى خوارزمية التعميم Ramer - Douglas - Peker [4 ، 5] ، والتي تستخدم على نطاق واسع في مشاكل التضاريس ورسم الخرائط. الهدف الرئيسي من إجراء التعميم العودي هو تقليل عدد رؤوس الخطوط المتعددة بناءً على قيمة عتبة معينة للمسافة بين القمم. الشرط الأولي للخوارزمية للعمل هو تحديد النقطة الأكثر بعداً فيما يتعلق بنقطة البداية لخط متعدد الكفاف. في التكرارات اللاحقة للخوارزمية ، يتم تحديد المسافات بين النقاط الوسيطة لخط متعدد ومقارنتها مع قيمة العتبة. يتم توصيل النقاط في الخطوط المتعددة التقريبية شريطة أن تتجاوز المسافة بينهما قيمة العتبة المحددة مسبقًا (الشكل 6).

الشكل 6- تكرارات خوارزمية التعميم Ramer-Douglas-Pecker باستخدام مثال لخط تعسفي مكسور

، تقنياً ، يتم الجمع بين إجراء تقريب محيط تشكيل الشكل مع المرحلة الأولية من خوارزمية النمذجة العامة ، حيث يتم تشكيل العديد من رؤوس الكفاف الأولي لقطع العمل.

يتم تكوين السطح ثلاثي الأبعاد للجزء المقلد عن طريق حساب إحداثيات النقاط في دوائر المقاطع العرضية للجزء على طول كفاف تشكيل الشكل ، متبوعًا بدمج هذه النقاط في جوانب مثلثة (بين الأقسام). يتم حساب طول متجه نصف القطر Ri لكل نقطة من كفاف التشكيل كمسافة من هذه النقطة إلى المحور الرئيسي للجهاز (الشكل 7).

الشكل 7- نموذج مضلع لجزء مثل جسم ثورة في قسم (تقسيم المضلعات إلى جوانب مثلثة غير موضحة)

يتم تحديد ترتيب اجتياز الذروات عند تجميع إطار ثلاثي الأبعاد بدقة. ينقسم كل مضلع من سطح ثلاثي الأبعاد إلى وجهين مثلثيين ، يوحّد 4 رؤوس (الشكل 8). تعتمد النعومة الشعاعية للسطح الثلاثي الأبعاد المتشكل على عدد معين من الأجزاء (قطاعات الدائرة) في قسم الجزء المحاكي. يحسب إجراء تجميع إطار سلكي ثلاثي الأبعاد أيضًا المتجهات العادية في كل قمة (الشكل 9) وإحداثيات نسيج الأشعة فوق البنفسجية. وفقًا لإحداثيات النسيج المحسوبة ، يتم رسم سطح الجزء بصورة متراكبة للنسيج المعدني ، مما يزيد بدوره من الإدراك الواقعي للعملية المحاكاة.

وبالتالي ، فإن النموذج النهائي ثلاثي الأبعاد لقطعة العمل يسمح لك بتصور نتائج إزالة المواد بواسطة القاطع في ديناميكيات الوقت الحقيقي مع الدرجة المطلوبة من الواقعية.

الشكل 8 - الهيكل العظمي للنموذج الثلاثي الأبعاد لقطعة الشغل ، المدرج في الاسطوانة الكلية لقطعة الشغل الأصلية

الشكل 9 - المتجهات العادية عند رؤوس النموذج لقطعة الشغل

مبادئ محاكاة البرنامج العددي للتحكم في عملية تحويل المواد

قائمة الوظائف الأساسية للتحكم في برنامج الآلة

كأساس لغوي لبرمجة العمليات التكنولوجية الأساسية أثناء تحول المواد ، تم اختيار رموز GM لنظام التحكم العددي Fanuc:

G00 / G01 - الاستيفاء الخطي عند التغذية المعجلة / العاملة ؛
G02 / G03 - استيفاء دائري باتجاه عقارب الساعة / عكس اتجاه عقارب الساعة ؛
G04 - تأخير زمني
G20 / G21 - إدخال البيانات بالبوصة / المليمتر ؛
G32 / G34 - خيوط مع خطوة ثابتة / متغيرة في مسار واحد ؛
G50 - تعيين أقصى سرعة للمغزل ؛
G53 - G59 - التبديل بين أنظمة إحداثيات العمل رقم 1-6 ؛
G70 - G76 - دورات الدوران الرئيسية ؛
G80 - G83- دورات بالقطع ؛
G90 - دورة الدوران الرئيسي للقطر الخارجي / الداخلي ؛
G92 - دورة خيوط ثابتة الملعب ؛
G94 - دورة دوران النهاية الخارجية / الداخلية الرئيسية ؛
G96 / G97 - سرعة قطع / دوران ثابتة للمغزل ؛
G98 / G99 - معدل التغذية [مم / دقيقة] / معدل التغذية [مم / دورة] ؛
M00 / M01 - توقف ناعم مع التأكيد ؛
M02 / M30 - استكمال برنامج التحكم ؛
M03 / M04 - بدء دوران المغزل في اتجاه عقارب الساعة / عكس اتجاه عقارب الساعة ؛
M05 - توقف دوران المغزل ؛
M07 - M09 - تشغيل / إيقاف إمدادات المبرد ؛
M38 / M39- فتح / غلق الأبواب الأوتوماتيكية ؛
M97 - M99 - استدعاء وإنهاء إجراءات داخلية / خارجية.

هيكل وتنسيق كود برنامج التحكم

يتم تمثيل رمز برنامج التحكم كتسلسل من الخطوط (الإطارات). يسمح لك جهاز المحاكاة بتطوير وتنفيذ برامج التحكم حتى 999 إطارًا (مع مراعاة أول سطر غير قابل للتعديل يحتوي على رقم برنامج التحكم). يتكون كل إطار من سلسلة من الكلمات ، وهي عبارة عن مزيج من عنوان أبجدي ومعلمة رقمية. لا توجد مسافات مسموح بها بين العنوان والمعلمة. تتم كتابة برنامج التحكم بأحرف أبجدية رقمية باستخدام خط أحادي المسافة. بعض الحروف الخاصة مسموح بها. يجب وضع أي مجموعة من الأحرف التي لا يمكن تحليلها بين قوسين أو كتابتها بعد الأحرف "؛" أو "/". تعتبر هذه المعلومات تعليقًا على الكود ولا يتم تحليلها أثناء المحاكاة.تتم برمجة عناوين الدالتين التحضيريتين (G) والإضافية (M) بمعلمات عددية تحدد عدد هذه الوظائف. يمكن تحديد معلمات تحديد المواقع العددية (بعد العناوين X ، Z ، U ، W ، I ، K ، R ، إلخ) بقيم كسرية أو أعداد صحيحة. يُسمح بعلامة الطرح هنا.

بعد بدء عملية المحاكاة ، يتم فحص رمز برنامج التحكم تلقائيًا للتأكد من توافقه مع التنسيق. في حالة وجود أخطاء ، يتم عرض الرسائل المقابلة.

وصف موجز لخوارزمية تحليل برنامج التحكم

يتم إجراء التحليل النحوي (التحليل) لرمز برنامج التحكم (UE) ومحاكاة تنفيذه وفقًا للخوارزمية القياسية [6] ، حيث يتم عرض مخطط الكتلة الخاص به في الشكل 10.

الشكل 10 - الرسم التخطيطي لخوارزمية تحليل UE

وفقًا للرسم التخطيطي الموضح في الشكل 10 يبدأ مخطط تحليل برنامج التحكم بتشكيل قائمة من الإطارات. لكل إطار ، يتم إنشاء قائمة الكلمات. الكلمة هي بنية بيانات - أمر يتضمن عنوان حرف ومعلمة رقمية. يتم تصنيف الفرق بشكل مشروط على أنها مشروطة وموضعية.

الأوامر Modal تغير حالة نموذج المحاكاة للآلة ، وتحدد حالتها الحالية - وضع حركة الأداة (تتحرك في التغذية المعجلة أو العاملة ، نوع الاستيفاء) ، وضع دوران المغزل ، موضع الأبواب الأوتوماتيكية ، حالة نظام التبريد ، إلخ. في المقابل ، تحدد الأوامر الموضعية مباشرة معلمات الحركات - إحداثيات نقاط النهاية ، معلمات الأقواس أثناء الاستيفاء الدائري ، إلخ.

وفقًا لمعلمات الحركة التي تم الحصول عليها ، يتم إحداثيات إحداثيات أداة القطع ، وزوايا دوران العناصر الدوارة في الماكينة ، وموضع الأبواب الأوتوماتيكية ، وما إلى ذلك. وبالتالي ، تحدث محاكاة إطار بإطار لبرنامج التحكم. عند الوصول إلى الإطار الأخير ، تنتهي عملية المحاكاة.

تنفيذ التحكم في حركة أداة الدوران

عن طريق القياس مع نظام CNC حقيقي ، يتم برمجة حركة أداة القطع بواسطة طرق الاستكمال الداخلي الخطي والدائري. الاستيفاء الخطي هو النوع الرئيسي للحركة عند المعالجة على مخرطة CNC. مع الاستيفاء الخطي ، تتحرك الأداة على طول مسار مستقيم مع الإحداثيات المعروفة لبدايتها ونهايتها (الشكل 11).

الشكل 11 - مسار الأداة أثناء الاستكمال الداخلي الخطي

عندما تنتقل النقطة C المحسوبة من النقطة A إلى النقطة B على طول مقطع خط مستقيم بمعدل تغذية ثابت ، يتم استكمال الإحداثيين خطياً في الوقت المناسب. من خلال تحديد وقت بدء الحركة على أنه tA ووقت الانتهاء على أنه tB ، يمكن تحديد الإحداثيات الحالية للنقطة C المقابلة للوقت الحالي tC من خلال صيغ الاستكمال الداخلي الخطي:

يتم تحديد وقت السفر النهائي على النحو التالي:

حيث tS هو الوقت الذي يقضيه في السفر المستقيم بمعدل تغذية ثابت F (مم / دقيقة):

تمت برمجة الاستيفاء الخطي عند التغذية السريعة باستخدام الوظيفة الشكلية G00 (هذه الوظيفة نشطة في الحالة الأولية لنظام CNC). تتم برمجة الاستكمال الخطي بمعدل التغذية مع الوظيفة الشكلية G01. بعد هذه الوظائف ، يتم تعيين إحداثيات نقطة النهاية للقسم المستقيم للمسار. يتم دائمًا اعتبار الموضع الحالي للأداة كنقطة بداية. يتم تجاهل معدل التغذية المعيّن لسرعة العبور. يمكن تحديد إحداثيات نقطة النهاية في القيم المطلقة (X ، Z) ، أي بالنسبة إلى صفر من نظام إحداثيات العمل ، أو في القيم النسبية (الإضافية) (U ، W) ، أي بالنسبة إلى نقطة البداية لمسار مستطيل. إذا تم حذف أحد الإحداثيات ، فلن تتم الحركة على طول محوره.

يستخدم الاستيفاء الدائري لطحن الأسطح المنحنية ، التي يتم وصف شكلها بقوس دائرة نصف قطرها معين. يتم استخدام طريقتين برمجة القوس. الطريقة الأولى هي تعيين إحداثيات مركز القوس ونقطة النهاية ، بينما يتم حساب نصف قطر القوس تلقائيًا. تتضمن الطريقة الثانية تحديد نصف قطر القوس وإحداثيات نقطة النهاية ، بينما يتم حساب إحداثيات مركز القوس تلقائيًا. يتم تحديد الاستكمال الداخلي الدائري في اتجاه عقارب الساعة باستخدام الوظيفة G02 ، ويتم تحديد الاستيفاء الدائري الدائري عكس اتجاه عقارب الساعة بواسطة الوظيفة G03 ، على التوالي.

النظر في إحدى حالات الاستيفاء الدائري عكس اتجاه عقارب الساعة مع مركز القوس (الشكل 12.أ). عندما تنتقل النقطة C المحسوبة من النقطة A إلى النقطة B على طول القوس بمعدل تغذية ثابت ، يمكن أيضًا استيفاء كلا الإحداثيين في الوقت المناسب. يتم تعريف مسار الحركة من خلال موضع نقطة النهاية B وموضع مركز القوس O في الإحداثيات الإضافية (i ، k) بالنسبة إلى نقطة البداية A. يتم وصف

الموضع الزاوي لمتجهات الشعاع OA و OB و OC بالزاوية المثلثية φA و φB و φC ، على التوالي.

الشكل 12 - مسار الأداة أثناء الاستيفاء الدائري عكس اتجاه عقارب الساعة مع المهمة: مركز القوس (أ) ؛ نصف قطر القوس (ب)

من خلال تحديد وقت بدء الحركة كـ tA ووقت الانتهاء كـ tB ، يمكن تحديد الزاوية φC المقابلة للوقت الحالي tC بواسطة صيغة الاستكمال الداخلي الخطي:

حيث φA ، φB هي الزوايا المثلثية لنواقل نصف القطر لنقاط البداية والنهاية للقوس:

ملاحظة: عند حساب المثلثية زوايا النقاط القصوى للقوس ، من الضروري مراعاة المواقف التي تأخذ فيها وظيفة الظل المظلمة قيمًا مفردة.

يتم تعريف الإحداثيات الديكارتية للنقطة C على النحو التالي:

حيث

يتم تحديد الوقت النهائي للإزاحة بالتعبير (6). في هذه الحالة ، يمكن تحديد الوقت الذي يقضيه tS في التحرك على طول القوس بمعدل تغذية ثابت F (mm / min) باستخدام التعبير لطول القوس:

الإحداثيات الإضافية لمركز القوس مبرمجة بالعناوين I و K في اتجاهات المحورين X و Z ، على التوالي. عند برمجة الاستيفاء الدائري مع إشارة إلى مركز القوس ، من الضروري أن يكون لمتجهي نصف القطر لنقطتي البداية والنهاية للقوس نفس الطول.

يتم إجراء الاستيفاء الدائري دائمًا على معدل التغذية.

الطريقة الثانية لبرمجة القوس هي تحديد نصف قطر دائرة القوس. في هذه الحالة ، يُسمح بحالتين لتحديد نصف القطر - بقيمة موجبة أو سالبة. إذا كانت قيمة نصف القطر موجبة ، تكون زاوية القوس أقل من 180 درجة. خلاف ذلك ، فإن زاوية القوس أكثر من 180 درجة (الشكل 12.ب). عند تحديد قوس بنصف قطر ، يحدد TNC تلقائيًا موضع مركز القوس (O + أو O– اعتمادًا على علامة نصف القطر). في هذه الطريقة في تحديد القوس ، يجب استيفاء الشرط: لا يمكن أن يكون معامل نصف القطر أقل من نصف طول وتر (AB) القوس.

يوضح الشكل 13 مثالاً لتكوين سطح منحني عند برمجة الاستيفاء الدائري الدائري عكس اتجاه عقارب الساعة.

الرقم 13 - تكوين سطح منحني عند برمجة الاستيفاء الدائري عكس اتجاه عقارب الساعة

تنفيذ وظائف العمل مع أنظمة الإحداثيات

يتضمن نموذج المحاكاة المقدم العديد من أنظمة الإحداثيات (الشكل 14). نظام الإحداثيات الرئيسي والثابت هو نظام الإحداثيات الخاص بالجهاز مع الأصل المطابق للنقطة صفر للجهاز M ، والذي يتزامن هندسيًا مع نقطة تقاطع المستوى النهائي للمغزل ومحور دورانه.

الشكل 14 - نظام الإحداثيات الأساسي لنموذج المحاكاة

نظام الإحداثيات المهم الثاني هو نظام الإحداثيات المرجعية مع الأصل المطابق للنقطة المرجعية R أو نقطة تغيير الأداة. في نظام الإحداثيات هذا ، يتم حساب الحركات الأساسية للأجزاء المتحركة من الماكينة ، ويتم تحديد تصادمات الأداة مع العناصر الهيكلية للآلة عند نمذجة حالات الطوارئ المحتملة.

تتم برمجة عملية الخراطة في نظام إحداثيات العمل. يوفر جهاز المحاكاة 6 أنظمة تنسيق عمل مستقلة بنقاط صفر W1–6. يتم ضبط الإعدادات الأولية لموضع هذه الأصفار من قبل المستخدم في معلمات نموذج المحاكاة ويتم تعيينها على أنها تصحيحات صفرية.

اتجاهات المحاور في كل نظام إحداثيات هي نفسها. يتم توجيه المحور الطولي Z دائمًا من ظرف الدوران نحو غراب الذيل للآلة. يتم توجيه المحور العرضي X (أو محور الأقطار) نحو الفرجار (تجاهك من خلال رؤية أمامية للآلة). المحور ص هو العادي لمستوى العمل ZX ويتم توجيهه عموديًا إلى الأعلى. لا يتم تنفيذ الحركات في اتجاه المحور Y في النموذج المعتبر للآلة.

يتم التبديل بين أنظمة إحداثيات العمل برمجيًا باستخدام الوظائف المقابلة G54 - G59 (لأنظمة الإحداثيات بنقاط صفر W1 - W6 ، على التوالي). تُحسب الإحداثيات الصفرية W1–6 في نظام إحداثيات الماكينة بالنسبة إلى الماكينة صفر M. تقترح صيغة الدوال G54 - G59 طريقتين ممكنتين لاستخدامها. في الإصدار الأول ، يتم تعيين الوظائف دون تحديد إحداثيات X و Z. في هذه الحالة ، يتم تحديد موضع نظام إحداثيات العمل المحدد من خلال إزاحة الصفر المحددة مسبقًا. في هذه الحالة ، يمكن برمجة الوظائف G54 - G59 بشكل منفصل في كتلة فردية أو في كتلة واحدة مع أوامر أخرى. يتضمن الخيار الثاني لاستخدام وظائف G54 - G59 الإزاحة المبرمجة لمحاور نظام إحداثيات العمل المحدد بالنسبة إلى الصفر المحدد مسبقًا W1.في هذه الحالة ، تتم برمجة تعويضات المحور X و Z مباشرة بعد الوظيفة في نفس الكتلة (على سبيل المثال ، "G54 X30.5 Z15"). يوضح الشكل 15 موضع أصل الإحداثي الأول بعد تحويل المحاور برمجيًا إلى نقطة [X = 10، Z = –20] بالنسبة إلى موضع الصفر الأولي W1 المحدد في كتلة إعدادات مصحح الصفر.

الشكل 15 - توضيح الترحيل المبرمج لمحاور نظام إحداثيات العمل رقم 1

تتم البرمجة فيما يتعلق بالآلة صفر باستخدام الوظيفة G53. هذه الوظيفة ليست مشروطة ، ويتم تنفيذها في الكتلة التي تمت برمجتها فيها. تقوم الوظيفة بإلغاء الوظائف المشروطة لـ G54-G59 مؤقتًا. في هذه الحالة ، يتم حساب جميع الحركات في نظام الإحداثيات للجهاز مع البداية عند النقطة M ، ويتم إلغاء مصحح الصفر النشط مؤقتًا. يجب برمجة وظيفة G53 كلما كان ذلك ضروريًا للإشارة إلى الإحداثيات المتعلقة بآلة الصفر. لا يتضمن بناء جملة الدالة وجود معلمات بعد كلمة G53. تتم برمجة الوظيفة في أي كتلة تحتوي على أوامر التحكم في المسار (على سبيل المثال ، "G53 G00 X0 Z120"). يوضح الشكل 16 موضع أصل نظام إحداثيات العمل أثناء تشغيل الوظيفة G53.

الرقم 16 - توضيح موقف أصل نظام إحداثيات العمل أثناء تشغيل الوظيفة G53

تنفيذ دورات الخراطة وتصنيع الثقوب الأساسية

تسمح خوارزمية تحليل برنامج التحكم المنفذة بمحاكاة تنفيذ دورات التدوير والحفر لنظام Fanuc. عندما يتم تنفيذ كل دورة ، يتم إنشاء ما يسمى بقائمة الإطارات العازلة في ذاكرة جهاز الحوسبة ، بما في ذلك حركات الأداة الوسيطة عند تلقي كفاف الجزء المبرمج. يتم تحديد دورات الخراطة بإطار أو اثنين من الإطارات المتتالية ، حيث يتم وصف المعلمات الرئيسية للدورة - بدلات التخشين والتشطيب ، وعمق القطع أثناء التخشين مع القاطع ، وعدد التمريرات الخشنة مع القطع ، وكمية القطع ، ومعلمات وضع المعالجة ، إلخ. تتم برمجة كفاف الجزء بواسطة سلسلة من الإطارات مع الترقيم المطلوب للإطار الأول والأخير.

تبدأ دورة إزالة المخزون الموازية للمحور Z بواسطة الوظيفة G71. تتم برمجة معلمات الدورة في كتلتين متتاليتين في التنسيق: حيث في الكتلة الأولى: U هو عمق المعالجة للممرات الخشنة (وضع البرمجة في نصف القطر) ، R هي مسافة حافة القطع بعد نهاية كل مسار ؛ في الإطار الثاني: P هو رقم التسلسل لإطار الوصف الأول للدائرة المجهزة ؛ Q هو الرقم التسلسلي للإطار الأخير لوصف الكفاف المشكل ، U هو حجم واتجاه إزالة بدل التشطيب على طول المحور X (وضع البرمجة بأقطار) ، W هو قيمة واتجاه إزالة البدل النهائي على طول المحور Z ، F هو معدل التغذية للقواطع الخشنة ، S - سرعة الدوران أو سرعة القطع أثناء التشطيب.

G71 U_ R_
G71 P_ Q_ U_ W_ F_ S_

يوضح الشكل 17 مسارات الأداة خلال دورة التدوير G71. تظهر الخطوط الخضراء حركات القاطع على تغذية العمل ، وتظهر الخطوط الأرجواني التغذية المتسارعة. كما يتبين من الشكل ، قد تتضمن الدائرة المجهزة أقسامًا منحنية مبرمجة بطريقة الاستيفاء الدائري.

الشكل 17 - مسارات أداة القطع أثناء تنفيذ دورة الدوران G71 وجزء رمز من برنامج التحكم

تبدأ دورة الإزالة المتوازية مع المحور X بواسطة وظيفة G72. يشبه مبدأ البرمجة لهذه الدورة دورة G71. يتم تنفيذ التمريرات الخام بواسطة القاطع في اتجاه المحور X لنظام إحداثيات العمل. تتم برمجة معلمات الحلقة في كتلتين متتاليتين في التنسيق:

G72 W_ R_
G72 P_ Q_ U_ W_ F_ S_

حيث في الإطار الأول: W هو عمق العمل للممرات الوعرة ، R هي مسافة تراجع القاطع بعد نهاية كل تمريرة ؛ في الإطار الثاني: P - الرقم التسلسلي لإطار الوصف الأول للكونتور المشكل ، Q - الرقم التسلسلي لإطار الوصف الأخير للكونتور المشكل ، U- الحجم واتجاه إزالة بدل التشطيب على طول المحور X (وضع البرمجة بالأقطار) ، W - الحجم واتجاه إزالة البدل النهائي على طول المحور Z ، F هو معدل التغذية للممرات الوعرة بقاطع ، S هي سرعة المغزل أو سرعة القطع أثناء الانتهاء.

يوضح الشكل 18 مسارات الأداة أثناء دورة التدوير G72.

الشكل 18 - مسارات أداة القطع أثناء تنفيذ دورة الدوران G72 وجزء رمز برنامج التحكم

تبدأ دورة إزالة المخزون الموازية للكفاف المحدد بواسطة الوظيفة G73. تتم برمجة معلمات الحلقة في كتلتين متتاليتين في التنسيق:

G73 U_ W_ R_
G73 P_ Q_ U_ W_ F_ S_

حيث في الإطار الأول: U هو حجم واتجاه إزالة البدل الكلي على طول المحور X (وضع البرمجة في نصف القطر) ، W هو قيمة واتجاه إزالة البدل الكلي على طول المحور Z ، R هو عدد التمريرات المتتالية عند إزالة البدل التقريبي ، بما في ذلك نصف التمرير ؛ في الإطار الثاني: P هو رقم التسلسل لإطار الوصف الأول للدائرة المجهزة ؛ Q - الرقم التسلسلي لإطار الوصف الأخير للدائرة المجهزة ؛ U هو حجم واتجاه إزالة بدل التشطيب على طول المحور X (وضع البرمجة بالأقطار) ، W هو حجم واتجاه إزالة المخصص النهائي على طول المحور Z ، و F هو معدل التغذية للقطع الخام ، و S هي سرعة المغزل أو سرعة القطع أثناء التشطيب .

يوضح الشكل 19 مسارات الأداة أثناء دورة التدوير G73.

الشكل 19 - مسارات أداة القطع أثناء دورة الدوران G73 وجزء الشفرة من برنامج التحكم

تبدأ دورة إزالة بدل الإنهاء بواسطة وظيفة G70. تتم برمجة معلمات الدورة في

G70 P_ Q_ F_ S_

كتلة واحدة في التنسيق: حيث P هو رقم التسلسل لإطار الوصف الأول للكونتور المشكل ، و Q هو الرقم التسلسلي لإطار الوصف الأخير للكونتور المشكل ، و F هو معدل التغذية أثناء الانتهاء ، و S هي سرعة المغزل أو سرعة القطع أثناء الانتهاء.

تكمل دورة التشطيب G70 الدورات G71 و G72 و G73. يسمح لك بإنهاء الكفاف بعد تطبيق دورات التقليب الخشنة. استخدام دورة G70 كدورة مستقلة أمر غير عملي.

تتم برمجة معالجة الأخاديد الخارجية / الداخلية والنهائية باستخدام دورات خاصة G74 و G75.

تبدأ دورة الحز / الارتداد بواسطة الوظيفة G74. تتم برمجة معلمات الدورة في كتلتين متتاليتين في التنسيق: حيث في الكتلة الأولى: R هي المسافة التي يتم فيها سحب أداة القطع بعد الانتهاء من خطوة الحز ؛ في الإطار الثاني: X (U) - إحداثيات نقطة النهاية على المحور X ، Z (W) - إحداثيات نقطة النهاية على المحور Z ، P - خطوة الأخدود على المحور X بالميكرون ، Q - خطوة الأخدود على المحور Z بالميكرون ، F - معدل التغذية.

G74 R_
G74 X(U)_ Z(W)_ P_ Q_ F_

يوضح الشكل 20 مسارات الأداة أثناء دورة الحزوز لأخدود النهاية G74. عند تنفيذ هذه الدورة ، يتم سحب الأداة بعد كل تمريرة للعمل من خلال قيمة الارتداد المحددة لإزالة الرقائق من الأخدود المشغول. يمكن أيضًا استخدام دورة G74 عند برمجة عملية حفر حفرة النهاية.

الشكل 20 - مسارات أداة القطع أثناء تنفيذ دورة الحزوز للأخاديد الطرفية G74 وجزء كود برنامج التحكم

يتم بدء دورة الأخدود للأخاديد الخارجية / الداخلية مع الارتداد بواسطة وظيفة G75. يتشابه مبدأ استخدام دورة G75 مع دورة G74. يتم تنفيذ أخدود الأخدود في اتجاه المحور X. تسمح القيمة المحددة لملعب الأخدود على طول المحور Z بالخدش مع التداخل. بعد كل تصريح عمل ، يتم سحب الأداة بقيمة ارتداد محددة مسبقًا. تتم برمجة معلمات الدورة في كتلتين متتاليتين في التنسيق: حيث في الكتلة الأولى: R هي المسافة التي يتم فيها سحب الأداة بعد الانتهاء من خطوة الحز ؛ في الإطار الثاني: X (U) - إحداثيات نقطة النهاية على المحور X ، Z (W) - إحداثيات نقطة النهاية على المحور Z ، P - خطوة الأخدود على المحور X بالميكرون ، Q - خطوة الأخدود على المحور Z بالميكرون ، F - معدل التغذية.

G75 R_
G75 X(U)_ Z(W)_ P_ Q_ F_

يوضح الشكل 21 مسارات الأداة أثناء دورة الحزوز للأخدود الخارجي G75.

الشكل 21 - مسارات أداة القطع أثناء دورة الحزوز للأخاديد الخارجية / الداخلية G75 وجزءًا من التعليمات البرمجية لبرنامج التحكم ،

لمعالجة المفاصل الملولبة ، يتم تنفيذ دورة خيوط متعددة التمرير بدأت بواسطة وظيفة G76. تتم برمجة معلمات الحلقة في كتلتين متتاليتين في التنسيق:

G76 Pxxyyzz Q_ R_
G76 X(U)_ Z(W)_ R_ P_ Q_ F_

حيث في الإطار الأول: xx هو عدد اللولب المكون من رقمين باستخدام أداة قطع الخيط ؛ yy هو رقم مكون من رقمين يحدد حجم الشطب ، zz هو رقم من رقمين يحدد زاوية حافة القطع لأداة القطع ، Q هو الحد الأدنى لعمق الخيوط بالميكرون (وضع البرمجة في نصف القطر) ، R هو عمق القطع أثناء التمرير النهائي ؛ في الكتلة الثانية: X (U) - إحداثيات نقطة النهاية للخيط على المحور X ، Z (W) - إحداثيات نقطة النهاية للخيط على المحور Z ، R - مقدار الحركة على طول المحور X عند قطع الخيط المستدق (غير مبرمج عند قطع الخيط الأسطواني ) ، P هو ارتفاع الخيط بالميكرون ، Q هو عمق الخيط للممر الأول بالميكرون ، و F هو خط الخيط على طول المحور Z.

يوضح الشكل 22 مسارات الأداة أثناء دورة G76 للخيط الأسطواني متعدد الممرات. تشير الخطوط الزرقاء إلى حركة أداة قطع الخيط على تغذية العمل.

الشكل 22 - مسارات أداة القطع أثناء دورة قطع خيوط أسطوانية متعددة التمرير G76 وجزء رمز من برنامج التحكم

تسمح لك دورة G76 أيضًا ببرمجة معالجة الخيوط المستدقة (الشكل 23).

الشكل 23 - مسارات أداة القطع أثناء خيط تفتق متعدد التمرير G76 وجزء رمز من برنامج التحكم

عند برمجة معالجة المفاصل الملولبة ، يمكن استخدام دورة خيوط ثابتة بديلة بدأت بواسطة وظيفة G92. تتم برمجة معلمات الدورة في كتلة واحدة في التنسيق:

G92 X(U)_ Z(W)_ R_ F_

حيث X (U) هي إحداثيات نقطة نهاية قطع الخيط على طول المحور X ، Z (W) هي إحداثيات نقطة نهاية قطع الخيط على طول المحور Z ، R هي مقدار الحركة على طول المحور X عند قطع الخيط المستدق (لا مبرمجة عند قطع الخيوط الأسطوانية) ، F هي خطوة الخيط على طول المحور Z.

تتم برمجة كل تمريرة تعمل مع أداة قطع الخيط ككتلة منفصلة ، والتي تذهب في التسلسل العام للإطارات بعد كتلة تهيئة دورة G92. في هذه الحالة ، يتم تحديد إحداثيات X فقط ، أي قيمة القطر التي تقع عندها النقطة المحسوبة للقاطع في مسار العمل الحالي.

يوضح الشكل 24 مسارات الأداة أثناء دورة تفتق مع درجة ثابتة G92.

الشكل 24 - مسارات أداة القطع أثناء دورة التخييط مع انحدار ثابت G92 وجزء رمز من برنامج التحكم لبرمجة

تجريف الأجزاء الأسطوانية أو المخروطية الطويلة للجزء ، يتم استخدام دورة الخراطة / القطر الخارجي الرئيسية التي بدأتها وظيفة G90. يشبه هيكل الدورة دورة التخييط G92. قبل بدء الدورة ، يتم عرض القاطع عند نقطة البداية. تتم برمجة معلمات الدورة في كتلة واحدة في التنسيق:

G90 X(U)_ Z(W)_ R_ F_

حيث X (U) هي إحداثيات نقطة النهاية على طول المحور X ، Z (W) هي إحداثيات نقطة النهاية على طول المحور Z ، R هو التغيير في نصف قطر قاعدة المخروط ، F هو معدل التغذية.

تتم برمجة كل تمريرة مع القاطع بواسطة كتلة منفصلة ، والتي تذهب في التسلسل العام للإطارات بعد كتلة تهيئة دورة G90. في هذه الحالة ، يمكن تحديد الإحداثيات X فقط ، أي قيمة القطر التي تقع عندها نقطة القطع المحسوبة في مسار العمل الحالي. أيضًا في إطارات وصف فقرات العمل ، يمكن أيضًا تعيين إحداثيات Z إذا كان من الضروري معالجة الجزء المتدرج من الجزء. يوضح الشكل 25 مسارات الأداة أثناء دورة التدوير الرئيسية للقطر الخارجي / الداخلي G90.

الشكل 25 - مسارات أداة القطع أثناء تنفيذ دورة التدوير الرئيسية للقطر الخارجي / الداخلي G90 وجزء كود برنامج التحكم

يمكن برمجة تشكيل الأسطح الطرفية للأجزاء باستخدام دورة التدوير الطرفي الخارجية / الداخلية الرئيسية التي بدأتها وظيفة G94. تتم برمجة معلمات الدورة في كتلة واحدة في التنسيق:

G94 X(U)_ Z(W)_ R_ F_

حيث X (U) هي إحداثيات نقطة النهاية على طول المحور X ، Z (W) هي إحداثيات نقطة النهاية على طول المحور Z ، R هو التغيير في نصف قطر قاعدة المخروط ، F هو معدل التغذية.

قياسا على دورة G90 ، تتم برمجة تمرير القاطع في كتل منفصلة بعد كتلة تهيئة دورة G94. في هذه الحالة ، لكل ممر ، يمكن تعيين الإحداثيات Z و / أو X ، بالإضافة إلى المعلمة R ، التي تحدد التغيير في نصف قطر قاعدة المخروط. يوضح الشكل 26 مسارات الأداة خلال دورة التدوير الطرفية الخارجية / الداخلية الرئيسية G94.

الشكل 26- مسارات أداة القطع أثناء دورة الانعطاف الطرفية الخارجية / الداخلية الرئيسية G94 وجزء رمز من برنامج التحكم

يسمح لك نموذج المحاكاة أيضًا ببرمجة عمليات حفر الثقب النهائي باستخدام دورات ثابتة: حفر بسيط بتمرير واحد ، وحفر بتمرير واحد مع الثبات في الجزء السفلي من الحفرة والتمرير المتعدد (متقطع ) الحفر (الشكل 27).

تبدأ دورة الحفر البسيطة بتمريرة واحدة بواسطة وظيفة G81 ، ولها تنسيق الإطار:

G81 X(U)_ Z(W)_ R_ F_

حيث X (U) هي إحداثيات نقطة النهاية على طول المحور X ، Z (W) هي إحداثيات نقطة النهاية على طول المحور Z ، R هي الإحداثيات المطلقة لمستوى سحب الأداة على طول المحور Z ، F - معدل التغذية.

تبدأ دورة الحفر ذات الممر الواحد مع سرعة مصراع في الجزء السفلي من الحفرة بواسطة وظيفة G82 ولها تنسيق الإطار:

G82 X(U)_ Z(W)_ R_ P_ F_

حيث X (U) هي إحداثيات نقطة النهاية على طول المحور X ، Z (W) هي إحداثيات نقطة النهاية على طول المحور Z ، R هي الإحداثيات المطلقة لمستوى سحب الأداة على طول المحور Z ، P - وقت الانتظار في الجزء السفلي من الثقب بالمللي ثانية ، معدل تغذية F.

تبدأ دورة الحفر المتقطعة بواسطة وظيفة G83 ، ولها تنسيق الإطار:

G83 X(U)_ Z(W)_ R_ P_ Q_ F_

حيث X (U) هي إحداثيات نقطة النهاية على طول المحور X ، Z (W) هي إحداثيات نقطة النهاية على طول المحور Z ، R هي الإحداثيات المطلقة لمستوى سحب الأداة على طول المحور Z ، P - وقت التعرض في الجزء السفلي من الثقب بالمللي ثانية ، Q هي خطوة الحفر على طول المحور Z بالميكرون ، F هو معدل التغذية.

يتم إلغاء دورة المعالجة المستمرة للثقب بواسطة الوظيفة G80.

الشكل 27 - مسارات الحفر خلال دورة الحفر المتقطعة G83 وجزء كود برنامج التحكم

تنفيذ الوظائف العامة للتحكم العددي

يبدأ دوران المغزل في اتجاه عقارب الساعة بواسطة الوظيفة الشكلية M03 ، وعكس اتجاه عقارب الساعة بواسطة الوظيفة M04 ، على التوالي. توقف دوران المغزل باستخدام الوظيفة M05. الوظائف M03 - M04 تعطي الأمر لبدء دوران المغزل ، ولكن لا تحدد معلمات سرعة الدوران. لهذا الغرض ، يتم استخدام وظيفة الحركة الرئيسية S مع سرعة الدوران (أو سرعة القطع) المشار إليها. في هذه الحالة ، يتم تعيين سرعة المغزل بواسطة العنوان S ، وبعد ذلك يتم تحديد عدد الدورات في الدقيقة (إذا كانت الوظيفة الشكلية G97 نشطة). في حالة حدوث المعالجة بسرعة قطع ثابتة (تكون الوظيفة الشكلية G96 نشطة) ، يشير الرقم الذي يلي العنوان S إلى سرعة القطع بالمتر / دقيقة. في هذه الحالة ، يتم تحديد سرعة المغزل الفعلية من خلال الحساب بناءً على التعبير:

حيث V هي سرعة القطع المحددة m / min ، d هي قطر المعالجة الحالي ، m ، π = 3.14159.

يتم تنفيذ حركة دعامات الماكينة في العمل والتغذية المعجلة. يتم تنفيذ معالجة المواد عن طريق القطع في تغذية العمل. يتم تعيين معدل التغذية بواسطة معدل التغذية F بطريقتين. باستخدام الوظيفة المشروطة G98 ، يتم تعيين وضع يتم فيه تعيين معدل التغذية بالملليمتر / الدقيقة. يتم تنفيذ وضع البرمجة الثاني لكمية التغذية باستخدام الوظيفة الشكلية G99. يتم تعيين معدل التغذية في مم / دورة. الوظيفة G99 نشطة في الحالة الأولية لنظام CNC. عند قطع خيط باستخدام العنوان F ، تتم برمجة خطوة خيط ثابتة أو خطوة أولية في حالة خيط ذو خطوة متغيرة (زيادة أو نقصان).

يتم استخدام وظيفة الأداة T لتحديد وتبديل موضع البرج المجهز بأداة قطع. تتم برمجة الوظيفة بالصيغة "T0A0B" ، حيث A هو رقم الموضع المستهدف للبرج ، B هو رقم مصحح لنصف قطر الأداة. في عملية تبديل موضع البرج ، تعود الأداة إلى النقطة المرجعية ، حيث يتم تدوير قرص أداة البرج على أقصر مسافة.

يطبق نموذج المحاكاة القدرة على استخدام الروتين الداخلي والخارجي. يتم وضع الإجراءات الداخلية في رمز البرنامج الرئيسي بعد وظائف إنهاء البرنامج M02 أو M30. يتم تنفيذ استدعاء البرنامج الفرعي الداخلي بواسطة الوظيفة M97 في التنسيق:

M97 P_ L_

حيث P هو رقم إطار بداية البرنامج الفرعي الداخلي ، L هو عدد المكالمات إلى البرنامج الفرعي الداخلي.

البرامج الفرعية الخارجية هي نصوص مستقلة مع عناوينها الخاصة وترقيم الإطارات. يدعم نموذج المحاكاة خمسة برامج تحكم خارجية في جلسة واحدة. يتم تنفيذ استدعاء البرامج الفرعية الخارجية بواسطة الوظيفة M98 في التنسيق:

M98 Pxxyyyy

حيث xx هو عدد استدعاءات البرنامج الفرعي الخارجي ؛ yyyy هو رقم الروتين الخارجي (على سبيل المثال ، 0005).

يتم الانتهاء من الروتين الداخلي والخارجي مع العودة اللاحقة إلى البرنامج الرئيسي باستخدام الوظيفة M99.

تشمل الوظائف الإضافية الأخرى لنظام CNC: وظائف لإيقاف تنفيذ برنامج التحكم M00 / M01 ، ووظائف لإكمال برنامج التحكم M02 / M30 ، ووظائف تشغيل / إيقاف تشغيل إمدادات قطع السوائل MZ / M08 / M09 ، ووظائف لفتح / إغلاق الأبواب التلقائية M38 / M39. يمكن برمجة هذه الوظائف في كتل منفصلة ، وبالاقتران مع أوامر أخرى. بعد أداء الدالتين M02 و M30 ، تنتهي عملية المحاكاة - يتم نقل الأداة إلى النقطة المرجعية ، ويتم إيقاف دوران المغزل ، ويتم إيقاف تشغيل الأجهزة الطرفية.

وصف CNC Turning Simulator

وصف المنتج العام

يتم تنفيذ محاكي الدوران على آلة CNC في شكل تطبيق رسومي متعدد المنصات . نوع جهاز الحوسبة المستهدف والنظام الأساسي المدعوم: كمبيوتر شخصي متوافق مع IBM يعمل بنظامي التشغيل Microsoft Windows و Linux ، وكمبيوتر Apple Macintosh الشخصي الذي يعمل بنظام تشغيل MacOS ، والأجهزة المحمولة القائمة على أنظمة تشغيل Android و iOS. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تنفيذ البرنامج في بيئة متصفح الويب مع دعم تقنية HTML5 ودعم الأجهزة للرسومات ثلاثية الأبعاد (تقنية WebGL). يستخدم المكون الرسومي للبرنامج قاعدة مكون OpenGL 2.0. يتم تنفيذ واجهة المستخدم الرسومية للبرنامج باللغتين الروسية والإنجليزية.

متطلبات النظام الدنيا لجهاز الكمبيوتر:

سرعة ساعة وحدة المعالجة المركزية: 1.6 جيجا هرتز ؛
سعة ذاكرة الوصول العشوائي: 1 جيجا بايت ؛
سعة ذاكرة الفيديو: 512 ميجابايت ؛
دقة الشاشة: 1024 × 768 (لأجهزة الكمبيوتر المكتبية) ؛
دعم OpenGL الإصدار 2.0 ؛
لوحة المفاتيح القياسية وماوس الكمبيوتر مع عجلة التمرير (لأجهزة الكمبيوتر المكتبية) ؛
وسائل إعادة إنتاج الصوت (مكبرات الصوت ومكبرات الصوت أو سماعات الرأس).

عند العمل مع إصدارات الويب من التطبيق ، يوصى باستخدام متصفح الويب MicrosoftEdge ، الذي يعد جزءًا من نظام التشغيل Windows 10.

تنسيق بيانات المستخدم

أثناء تثبيت منتج البرنامج في دليل "المستندات" القياسي لنظام التشغيل ، يتم إنشاء الدليل الجذر لمشاريع المحاكاة ، والذي يتضمن عددًا من الأدلة الفرعية مع أمثلة لبرامج التحكم. على سبيل المثال ، في نظام التشغيل Microsoft Windows 10 ، يوجد دليل المستندات في: C: \ Users \ Current User \ Documents. يجب أن يتم إنشاء الملفات والأدلة الفرعية وإعادة تسميتها وحذفها باستخدام مدير الملفات القياسي لنظام التشغيل.

تحتوي ملفات مشروع المحاكاة على الامتداد * .csdata. لأغراض التحسين ، يتم تنفيذ إدخال / إخراج البيانات ، وبالتالي ، لا يمكن فتح ملف مشروع في محرر نص خارجي. ويرد هيكل البايت للملف في الجدول 3.

هيكل واجهة المستخدم الرسومية

يعمل جهاز المحاكاة في وضع رسومات ملء الشاشة. تختلف أحجام العناصر الهيكلية للواجهة الرسومية بشكل تكيفي اعتمادًا على تنسيق الشاشة (نسبة العرض إلى الارتفاع). وبالتالي ، يمكن تنفيذ البرنامج على الشاشات ذات نسب العرض إلى الارتفاع المختلفة ، كلاهما قريب من 1.0 (الدقة 1024x768 ، 1280x1024 ، وما إلى ذلك) ، و 2.0 (الدقة 1920x1080 ، 2160x1080 ، إلخ).

يتم التفاعل مع عناصر الواجهة الرسومية باستخدام ماوس كمبيوتر قياسي (عند العمل على كمبيوتر سطح المكتب) أو عن طريق التفاعل الحسي مع الشاشة (عند العمل على السبورة التفاعلية أو الكمبيوتر اللوحي أو الهاتف الذكي).

يتم تمثيل الشاشة الرئيسية للبرنامج بمشهد ثلاثي الأبعاد ، والهدف الرئيسي منه هو نموذج متعدد الأضلاع للمخرطة الموضوعة في بيئة مكانية مشروطة (الشكل 28).

الشكل 28 - عرض الشاشة الرئيسية للبرنامج

طوال الجلسة مع البرنامج ، يتم عرض شريط التنقل على الجانب الأيمن من الشاشة. تم تصميم الزر الأول (من الأعلى إلى الأسفل) على اللوحة لفتح مربع حوار إنهاء البرنامج. يعرض مربع حوار إيقاف تشغيل البرنامج معلومات تحذيرية حول احتمال فقدان البيانات إذا لم يتم حفظ المشروع الحالي في ملف. يتم إغلاق شاشة الحوار أيضًا بالضغط المتكرر على الزر المقابل في لوحة التنقل. يُظهر الزر الثاني في لوحة التنقل شاشة الحوار الخاصة بمدير الملفات المدمج (الشكل 29). تتكون عناصر شاشة الحوار هذه من ثلاثة أزرار مرتبة رأسيًا: "مشروع جديد" و "مشروع مفتوح" و "حفظ المشروع". يعيد زر الوظيفة الأول (من الأعلى إلى الأسفل) إعادة تعيين جميع معلمات المشروع الحالي إلى القيم الافتراضية.ويرافق هذا الإجراء مربع حوار تأكيد إضافي. يعرض الزر الثاني عناصر نظام الملفات بأكثر تمثيل تقليدي (الشكل 30).

الشكل 29 - شاشة الحوار لمدير الملفات المضمن

يتم عرض قائمة الدلائل في الجزء الأيسر من مربع حوار فتح الملف. يتم إنشاء الدليل الجذر في النظام أثناء تثبيت البرنامج. لا يتم الوصول إلى الدلائل الموجودة فوق التسلسل الهرمي الجذر من خلال إدارة الملفات المضمنة.

الشكل 30 - مربع الحوار لفتح ملف مشروع

يظهر الجانب الأيمن من مربع الحوار لفتح ملف قائمة الملفات في الدليل النشط الحالي. تتم تصفية الملفات حسب الامتداد المطابق لنوع ملفات البرنامج (لا يتم عرض الملفات ذات الامتدادات المختلفة في القائمة).

يتم التنقل في بنية الدليل بنقرة واحدة بالماوس (أو بنقرة واحدة على شاشة اللمس) على اسم الدليل في القائمة. يتم الرجوع إلى المستوى الهرمي العلوي بالنقر على السطر الفارغ العلوي مع الرمز المقابل (الشكل 31).

الشكل 31 - صورة خط الإرجاع إلى المستوى الأعلى من الدلائل ،

يتم تحديد الملف بنقرة واحدة مماثلة على اسم الملف في القائمة اليمنى. يتم عرض اسم الملف المحدد باللون الأخضر الفاتح (الشكل 32).

الشكل 32 - إبراز الاسم بالألوان عند اختيار ملف ،

الدليل وقوائم الملفات مجهّزة بأشرطة تمرير رأسية وأفقية ، مما يسمح لك بوضع أي عدد من عناصر القائمة في حقل ذي حجم ثابت.

يعرض الزر الثالث لشاشة حوار إدارة الملفات مربع حوار حفظ ملف ، على غرار مربع الحوار المفتوح ، ولكنه مزود بمربع نص لإدخال اسم الملف (الشكل 33).

شكل 33 : شاشة حوار لحفظ ملف مشروع

حقل النص الموجود أعلى الشاشة مخصص لإدخال لوحة المفاتيح لاسم الملف. إذا كنت تعمل على جهاز بدون لوحة مفاتيح فعلية ، فمن المفترض أن تستخدم لوحة مفاتيح افتراضية ، والتي تعد أحد مكونات نظام التشغيل أو تطبيق خلفية مستقل. أدخل اسم الملف بدون امتداد. عند إدخال نص في حقل ، يتم دعم الأحرف النصية والأرقام فقط. يبلغ الحد الأقصى لطول نص الإدخال 128 حرفًا. إذا كنت تريد الكتابة فوق ملف مشروع موجود ، فيجب تحديده في قائمة الملفات. في هذه الحالة ، سيتم عرض الاسم الفعلي للملف المحدد في حقل اسم الملف.

يتم تأكيد (أو إلغاء) الإجراء في شاشات الحوار لفتح الملفات وحفظها باستخدام الأزرار المقابلة الموجودة في الركن الأيمن السفلي من الشاشة.

يُظهر الزر الثالث في لوحة التنقل مربع الحوار لتعيين معلمات قطع العمل (الشكل 34).

شكل 34 : شاشة حوار لضبط المعلمات الفارغة

العناصر الرئيسية لشاشة الإعدادات الفارغة هي المجال المرجعي للأبعاد ولوحة المعلمات الفارغة. يوضح الحقل المرجعي البعدي منطقة عمل المخرطة مع منظر علوي. يوضح الرسم الشرطي الأجزاء المتحركة الرئيسية للآلة: ظرف ثلاثي الفك ، وبرج وذيل غرابيل (لقطع العمل الطويلة). باستخدام الأزرار المناسبة لزيادة / تقليل القيم العددية للمعلمات الأربعة الأولى (على اللوحة اليمنى) ، يتم تعيين الأبعاد الأساسية لقطعة العمل وانحرافها عن الظرف (الجدول 4).

المعلمتان L1 و L2 هي الأبعاد الثابتة لظرف ثلاثي الفك ، والتي يتم تخصيصها بعيدًا عن نقطة الصفر في الماكينة الموضحة بالحرف M. تمثل المعلمة L3 التراكب الفعلي لقطعة العمل وتعتمد على المعلمات L و D و L4 التي وضعها المستخدم.

المجموعة المكونة من عشرة معلمات الموجودة في الجزء السفلي من اللوحة اليمنى مخصصة لتغيير قيم تصحيحات الجهاز صفر أو ، وبعبارة أخرى ، لوضع الأصفار W2-6 من خمسة أنظمة تنسيق عمل إضافية ، يتم التبديل بينها برمجيًا باستخدام الوظائف المقابلة G55 - G59. يتم حساب إحداثيات الأصفار لأنظمة الإحداثيات الإضافية من نقطة الجهاز صفر. دائمًا ما يتم وضع نظام إحداثيات العمل الرئيسي مع صفر W1 على الطرف الأيمن لقطعة العمل ، مثبتًا في الظرف ، مع مراعاة بدل تشغيل الوجه الأساسي L5. تظهر أنظمة إحداثيات العمل وأصفارها في الرسم بمحاور ملونة ورموز مقابلة (الشكل 35).

الشكل 35 - جزء من رسم للمرجع البعدي لقطعة العمل

جنبا إلى جنب مع الشغل ، يظهر برج مع أداة مثبتة فيه في مجال الرسم المرجعي الأبعاد. إذا كان البرج مجهزًا بأداة محورية ، فإن الرسم يظهر في نفس الوقت مثقابًا بمدى طولي رمزي لـ Zm وقاطع للقطع الخارجي بمدى جانبي اسمي لـ Xm (الشكل 36.أ). عند استخدام الأدوات فقط للقطع الخارجي ، لا تظهر الأداة المحورية في الرسم (الشكل 36.ب).

الشكل 36 - خيارات التكوين المختلفة للبرج عند استخدام أداة محورية (أ) وبدون استخدام أداة محورية (ب)

يتم تحديد الموضع المرجعي للبرج بطريقة تجعل الأداة النظرية ذات البروزات الاسمية Zm و Xm لها مسافات طولية Z 'و X مستعرضة' من الزاوية اليمنى السفلية لكفاف قطعة العمل في الخطة. هوامش الأمان Z 'و X' غير قابلة للتعديل وهي 30 ملم.

عند ضبط أبعاد قطعة العمل ، يتم التحكم تلقائيًا في الامتثال لشروط التحميل المسبق لقطع العمل الطويلة من قبل المركز الخلفي. لذا ، إذا تجاوزت قيمة الإزاحة L3 3 أقطار قطعة العمل ، يتم عرض غراب الذيل مع تثبيت المركز الخلفي فيه في حقل الرسم. عند تغيير إعداد الجزء بعد المعالجة الأولى ، لا تتم إعادة ضبط الجهاز فيما يتعلق بربط قطع العمل والأصفار لأنظمة إحداثيات العمل.

يُظهر الزر الرابع في لوحة التنقل مربع الحوار لتحديد معلمات الأداة (الشكل 37). على الجانب الأيسر من الشاشة توجد قائمة (كتالوج) من الأدوات ، بما في ذلك 185 اسمًا لأدوات مختلفة للمعالجة الخارجية والداخلية للأجزاء. يبدأ كل عنصر في القائمة برمز أداة تفاعلية تحدد شكل اللوحة والاتجاهات الموصى بها للخلاصات. على يمين رمز الأداة يوجد رقم تسلسلي ووصف نصي قصير للأداة ، بما في ذلك خصائصها الهندسية ونوع الدوران الذي يوصى باستخدام هذه الأداة فيه. تحتوي قائمة الأدوات على شريط تمرير رأسي.

على الجانب الأيمن من شاشة إعدادات معلمة الأداة ، يوجد صف من الخلايا المربعة بأرقام تسلسلية من 1 إلى 8 في الأعلى ، وهو ما يتوافق مع مواضع البرج.

شكل 37 : شاشة حوار لضبط معلمات الأداة

لتعيين الأداة في الموضع المطلوب من البرج ، يجب عليك التمرير فوق الرمز مع صورة الأداة في القائمة ، ثم الضغط على زر الماوس الأيسر والضغط عليه مع الاستمرار ، ونقل الرمز إلى خلية مجانية في الجزء العلوي الأيمن من الشاشة ، ثم تحرير زر الماوس. إذا انتقلت الأداة إلى موضع مشغول بالفعل ، فسيتم إرجاعها تلقائيًا إلى الكتالوج. عند العمل على جهاز مزود بشاشة تعمل باللمس ، تتم حركة أيقونات الأداة بطريقة مماثلة عن طريق لمس الشاشة باستمرار مع التحرك حول الشاشة.

يتم إرجاع الأداة المثبتة إلى الكتالوج بحركة مماثلة للأيقونة. في هذه الحالة ، يكفي نقل أيقونة الأداة التي تم إرجاعها إلى أي منطقة من حقل قائمة الأدوات.

لإعادة ترتيب أداة مثبتة بالفعل من موضع إلى آخر (مجانًا أو مشغولة بأداة أخرى) ، يكفي تحريك الرمز داخل كتلة موضع البرج. إذا كانت الخلية التي تتحرك فيها الأداة مشغولة بالفعل بواسطة أداة أخرى ، فسيتم تبديل هذه الأدوات.

أسفل كتلة مواضع رأس البرج يوجد رسم للمرجع البعدي للأداة ، ويظهر نموذج الأداة والمعدات في الخطة ، والقيم الفعلية للرحلات الطولية والعرضية ، بالإضافة إلى الرسم الهندسي للأداة المدرجة في الخطة.

لا يمكن تغيير موضع نقطة الصفر للأداة ، المشار إليها بالرمز المقابل ، ويتوافق مع مركز الثقب في مستوى السطح الأمامي للبرج.

يمكن تغيير حالات مغادرة الأداة اعتمادًا على نوع الأداة باستخدام الأزرار لزيادة / تقليل قيمة الإزاحة الموجودة في الجزء الأيمن السفلي من حقل الرسم المرجعي للأبعاد (الشكل 38). بالنسبة للأدوات الخارجية ، يتغير الإزاحة الجانبية على طول المحور X إلى جانب أصغر ، وبالنسبة للأدوات المحورية ، يتغير الإزاحة الطولية على طول المحور Z إلى جانب أكبر أو أقل.

يعد إعداد أوقات مغادرة الأداة إحدى مراحل إعداد الجهاز. يسمح لك تقصير انتشار الأدوات المحورية عن طريق تعميقها في تجويف المعدات التكنولوجية (وبالتالي ، البرج) بتوسيع حدود مساحة العمل للآلة عند تشغيل السطح الخارجي بالقرب من الخرطوشة ، شريطة أن يتم إصلاح كل من الأدوات المحورية وأدوات المعالجة الخارجية في البرج.

يتم التبديل بين الأدوات المثبتة في البرج باستخدام الأزرار المقابلة اليسرى / اليمنى الموجودة في الزاوية اليمنى العلوية من حقل رسم الأبعاد. يتم عرض المعلمات الهندسية الرئيسية للأداة في الجزء السفلي من الرسم.

الشكل 38 - رسم عرض مرجع الأبعاد

للأداة لا تستخدم الأداة المحورية في حالة التحميل المسبق لقطعة العمل من المركز الخلفي. علاوة على ذلك ، إذا كان البرج مجهزًا مسبقًا بأداة محورية ، وتم تغيير أبعاد قطعة العمل في المركز الثاني ، ونتيجة لذلك تم إشراك المركز الخلفي ، فإن الأداة المحورية تعود تلقائيًا إلى الكتالوج. من أجل تجنب هذا الموقف ، يجب إكمال البرج بعد تعديل الأبعاد لقطعة العمل.

يعرض الزر الخامس من لوحة التنقل على الشاشة الرئيسية للمحاكي محرر نصوص مدمج لبرامج التحكم (الشكل 39). يحتوي محرر النصوص في الجزء العلوي على لوحة من الأزرار الوظيفية اللازمة للعمل مع رمز برنامج التحكم في الجهاز. الجزء الرئيسي من محرر النصوص مشغول بحقل نص مزود بأشرطة تمرير رأسية وأفقية. يوجد زر إظهار / إخفاء لوحة المفاتيح الافتراضية في الجزء الأيمن السفلي من المحرر.

الشكل 39 - عرض الشاشة الرئيسية للمحاكي مع محرر مفتوح لبرامج التحكم يمكن إجراء

الكتابة في حقل نصي باستخدام كل من لوحات المفاتيح المادية والافتراضية (الشكل 40).

شكل 40 : لوحة مفاتيح افتراضية للكتابة في محرر الكود

تشبه عمليات تحرير النص الأساسية في محرر الشفرة عمليات تحرير النص في محرر نص المفكرة القياسي لنظام التشغيل Microsoft Windows. يتيح لك المحرر تنفيذ عمليات تحرير النص القياسية ، بما في ذلك نقل البيانات من خلال حافظة النظام (نسخ أجزاء النص وقصها ولصقها). يتم تحديد أجزاء النص بثلاث طرق ، بما في ذلك العمليات باستخدام مفاتيح المؤشر للوحة المفاتيح الفعلية (مع الضغط على مفتاح Shift) ، وأزرار الماوس ، والتفاعل باللمس مع الشاشة (باستخدام زر Select Start الخاص على لوحة المفاتيح الافتراضية).

تتضمن لوحة الأزرار الوظيفية لمحرر النصوص 8 أزرار (الشكل 41) ، تعتمد حالة نشاطها على الحالة الحالية لعملية المحاكاة ، بالإضافة إلى وجود جزء النص المحدد.

الشكل 41 - لوحة الأزرار الوظيفية لمحرر الكود

إذا لم يتم تحديد جزء واحد في نص برنامج التحكم ، فإن زر النسخ (1) يحتوي على نقش إضافي "ALL". هذا يعني أنه عند النقر فوق هذا الزر ، سيتم نسخ كل نص برنامج التحكم إلى الحافظة. خلاف ذلك (إذا كان هناك جزء محدد من النص) ، يتم نسخ النص المحدد فقط إلى الحافظة. يتم تنشيط الزر "قص" (2) عند وجود جزء محدد من النص. عند النقر فوق هذا الزر ، يتم إجراء عملية نسخ قياسية مع الإزالة اللاحقة للجزء المحدد من النص. يتم تنشيط زر اللصق (3) عند وجود نص في الحافظة. يكون الإدخال في موضع مؤشر الخفقان (حامل الخراطيش). إذا تم تحديد جزء في النص ، فسيتم استبدال جزء النص هذا.تم تصميم زر "حذف" (4) لحذف كل نص برنامج التحكم على الفور مع التأكيد. يتم استخدام أزرار البدء والإيقاف المؤقت (5-7) للتحكم في عملية المحاكاة. لبدء تنفيذ برنامج التحكم ، يجب النقر فوق الزر "ابدأ". أثناء المحاكاة ، تحرير برنامج التحكم غير متوفر. الغرض من الزر "دليل الرموز المستخدمة" (8) أن يعرض على الشاشة قائمة برموز G / M المستخدمة مع وصف موجز لشكلها.الغرض من الزر "دليل الرموز المستخدمة" (8) أن يعرض على الشاشة قائمة برموز G / M المستخدمة مع وصف موجز لشكلها.الغرض من الزر "دليل الرموز المستخدمة" (8) أن يعرض على الشاشة قائمة برموز G / M المستخدمة مع وصف موجز لشكلها.

أسفل لوحة الأزرار الوظيفية لمحرر النصوص لبرامج التحكم ، هناك 5 علامات تبويب تفاعلية مع أسماء برامج التحكم في المشروع الحالي. باستخدام علامات التبويب هذه ، يتم التبديل بين برامج التحكم. عندما تبدأ عملية المحاكاة ، يتم تنفيذ برنامج التحكم المفتوح الحالي.

على الجانب الأيسر من الشاشة الرئيسية للمحاكي ، توجد أزرار وظائف إضافية (الشكل 42) مسؤولة عن إعدادات البرنامج المختلفة.

شكل 42 : أزرار وظيفية إضافية للشاشة الرئيسية للبرنامج

يظهر زر "حول البرنامج" (1) على الشاشة معلومات حول الإصدار الحالي من البرنامج ، ومعلومات الاتصال بالمطور ، فضلاً عن المعلومات المرخصة. يستخدم زر "تبديل اللغة" (2) لتبديل إعدادات اللغة للواجهة الرسومية للبرنامج. اعتمادًا على اللغة الحالية ، تتغير الصورة على الزر. بشكل افتراضي ، بعد التثبيت ، يعمل البرنامج باللغة الإنجليزية. يستخدم زر "تشغيل / إيقاف الصوت" (3) لتشغيل / إيقاف تشغيل المرافقة الصوتية لعملية المحاكاة. يُستخدم الزر "تبديل وضع الرسومات" (4) لتبديل وضع العرض للنموذج ثلاثي الأبعاد للجهاز والبيئة. في هذه الحالة ، يتوفر وضعان للعرض - وضع بولي عالي (يتم تمكينه افتراضيًا) ووضع بولي منخفض ، مصمم لإخفاء عناصر الرسوم الثانوية.في الوضع منخفض بولي ، يتم تبسيط النموذج الهندسي للآلة بشكل كبير ويظهر في كتل شفافة أحادية اللون. في هذا الوضع ، لا يتم عرض الأنسجة الرسومية ، ولا يوجد تقليد للبيئة ، وقطع السوائل والرقائق. يتم استخدام الوضع منخفض بولي إذا كان من الضروري تركيز انتباه المستخدم على كفاف قطعة العمل ومسارات الأداة. اعتمادًا على وضع الرسم الحالي ، تتغير الصورة على الزر. يُستخدم زر "تشغيل / إيقاف تشغيل الهندسة ثنائية الأبعاد" (5) لتشغيل / إيقاف تشغيل الإنشاءات الهندسية ثنائية الأبعاد في المساحة ثلاثية الأبعاد للمحاكي. تشير الهندسة ثنائية الأبعاد إلى العناصر الرسومية مثل محاور الإحداثيات ، وأيقونات نقطة الصفر ، ومحيط قطع العمل والأداة.عند معالجة الأسطح الداخلية لجزء (الحفر والمملة) ، يساهم عرض كفاف ثنائي الأبعاد لجزء إلى أقصى حد في التحكم البصري في معالجة الأسطح الداخلية. يُستخدم زر "مسارات تشغيل / إيقاف تشغيل الأداة" (6) لتمكين / تعطيل وظيفة عرض مسارات الأداة والتدريبات في مستوى القطع. يتم حساب مسار حركة كل أداة مثبتة في البرج من لحظة بدء المحاكاة حتى اكتمالها. تظهر المسارات بخطوط ملونة صلبة.يُستخدم زر "مسارات تشغيل / إيقاف تشغيل الأداة" (6) لتمكين / تعطيل وظيفة عرض مسارات الأداة والتدريبات في مستوى القطع. يتم حساب مسار حركة كل أداة مثبتة في البرج من لحظة بدء المحاكاة حتى اكتمالها. تظهر المسارات بخطوط ملونة صلبة.يُستخدم زر "مسارات تشغيل / إيقاف تشغيل الأداة" (6) لتمكين / تعطيل وظيفة عرض مسارات الأداة والتدريبات في مستوى القطع. يتم حساب مسار حركة كل أداة مثبتة في البرج من لحظة بدء المحاكاة حتى اكتمالها. تظهر المسارات بخطوط ملونة صلبة.

يتم أيضًا عرض معلومات نصية إضافية على الشاشة الرئيسية للبرنامج: رقم الإعداد الحالي للجزء ، ووقت المحاكاة الحالي ، وإحداثيات النقطة المحسوبة للقاطع ، ومعلمات وضع المعالجة عالية السرعة. إذا تم إغلاق محرر النصوص الخاص ببرامج التحكم أثناء المحاكاة ، فسيتم عرض الأزرار للتحكم في عملية المحاكاة "Start" و "Pause" و "Stop" وخط الإطار المنفَّذ حاليًا في أعلى الشاشة الرئيسية (الشكل 43).

الشكل 43 - عناصر إضافية للشاشة الرئيسية للبرنامج أثناء المحاكاة باستخدام محرر نص مغلق

بعد تشغيل الجزء من التثبيت الأول ، يتم عرض زر إضافي لتغيير التثبيت على الجانب الأيسر من الشاشة الرئيسية (الشكل 44.أ). بعد تغيير الإعداد من الخط الأول إلى الثاني للجزء ، يتم عكسه بالنسبة لمركز كتلة قطعة العمل الأولية في اتجاه المحور Z ، وتعرض الشاشة ثلاثة أزرار إضافية للإزاحة الطولية للجزء (الشكل 44.ب). يؤدي الضغط على الزر 1 إلى إزاحة طولية منفصلة للجزء إلى اليسار (باتجاه نقطة الصفر للآلة). يؤدي الضغط على الزر 2 إلى إزاحة الجزء إلى اليمين. يُستخدم الزر 3 لإعادة ضبط الإزاحة المحددة للجزء. يجب أن يوضع في الاعتبار أن قطعة العمل لا تتم إعادة الرجوع إليها (يتم حفظ موقع الإزاحات الصفرية من الإعداد السابق).

الشكل 44 - أزرار إضافية لضبط إعداد الجزء

استدعاء مربع حوار معلمات قطعة العمل بعد تشغيل الجزء من الإعداد الأول يبدأ الحوار لتأكيد إعادة تعيين تغييرات كفاف الجزء.

في الجزء السفلي من الشاشة الرئيسية للبرنامج ، يتم عرض معلومات النظام حول الموارد بخط صغير: القيمة الحالية لتردد الإطار (الإطار في الثانية) ، ومقدار ذاكرة الفيديو المستخدمة بالميغابايت ، وعدد الأوجه المضلعة المعروضة على الشاشة في كل مرة ، وعدد الرسومات المحملة في الذاكرة ، وعدد الرسومات المتحركة المستخدمة والوقت تقديم إطار واحد ملء الشاشة في ثوان.

يوجد في الزاوية السفلية اليسرى من الشاشة الرئيسية زر لتبديل وضع الكاميرا الافتراضية (الشكل 45). يعرض الزر رقم وضع الكاميرا الهدف (التالي) الذي سيتم تبديل الشاشة إليه. في المجموع ، يتم توفير 5 أوضاع تشغيل للكاميرا.

الشكل 45 - زر تبديل وضع الكاميرا الافتراضية في خيارات العرض المختلفة

يمكن التحكم في وضع الكاميرا الافتراضية رقم 1. في هذه الحالة ، تتحرك الكاميرا في نظام إحداثيات كروي حول نقطة التركيز البؤري (الشكل 46). يمكن تحريك نقطة تركيز الكاميرا في المستوى الأمامي العمودي لمساحة النموذج. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للكاميرا أن تنأى بنفسها عن نقطة التركيز إلى مسافة عشوائية محدودة بأبعاد الفضاء.

تتم التلاعبات الرئيسية بالكاميرا في الوضع رقم 1 باستخدام ماوس الكمبيوتر (يتم وصف التحكم باللمس أدناه). في الوقت نفسه ، يؤدي الضغط مع الاستمرار على زر الماوس الأيسر مع الحركة المصاحبة للماوس إلى تحريك نقطة تركيز الكاميرا في المستوى الأمامي للفضاء. يؤدي الضغط مع الاستمرار على زر الماوس الأيمن مع حركة الماوس المرتبطة إلى تدوير الكاميرا بالنسبة إلى نقطة التركيز. تكون زوايا الدوران (السمت والارتفاع) للكاميرا محدودة بأبعاد مساحة النموذج. يتم تغيير مسافة الكاميرا عن طريق تدوير عجلة التمرير في الاتجاهين الأمامي والخلفي.

الشكل 46 - رسم تخطيطي للتحكم في الكاميرا في الوضع رقم 1

على يمين زر تبديل وضع الكاميرا (في الوضع رقم 1) ، يتم عرض زر تعطيل التحكم في الكاميرا باستخدام الماوس (الشكل 47.أ).

الشكل 47 - زر لتبديل وضع الكاميرا الافتراضية في خيارات العرض المختلفة

عند تعطيل التحكم بالكاميرا باستخدام الماوس ، يتم عرض مجموعة من أزرار التبديل (الشكل 47.ب) في الجزء السفلي من الشاشة الرئيسية لإجراء التحكم باللمس للكاميرا في الوضع رقم 1. ينشط الزر 1 عملية تحويل نقطة التركيز للكاميرا ، الزر 2 - عملية تدوير الكاميرا بالنسبة إلى نقطة التركيز ، والزر 3 - عملية تغيير المسافة من الكاميرا إلى نقطة التركيز ، على التوالي. تتم التلاعبات نفسها عن طريق التفاعل مع شاشة اللمس.

تم تصميم أوضاع الكاميرا رقم 2-5 لوضع الكاميرا عند نقطة زاوية ثابتة. يضع الوضع رقم 2 الكاميرا فوق الجزء العلوي من الجهاز الحالي (منظر علوي). تم تعطيل تشوهات الكاميرا المنظورية في هذا الوضع (يتم استخدام الإسقاط المتعامد). في الوضع رقم 3 ، تعمل الكاميرا بالتساوي. يعمل الوضعان رقم 4 ورقم 5 على إصلاح الكاميرا في نقطتي نظر إضافيتين.

يتم حفظ جميع إعدادات البرنامج ، بما في ذلك موضع الكاميرا ، عند إيقاف التشغيل.

لا يقوم جهاز المحاكاة بمحاكاة برنامج نظام CNC محدد. يتم تمثيل لوحة التحكم الخاصة بالجهاز بواسطة عرض شرطي يتم عرض المعلومات التكنولوجية الرئيسية عليه أثناء المحاكاة (الشكل 48). يتم عرض الإحداثيات الحالية للنقطة المحسوبة للقاطع على طول محوري X و Z في الجزء الأيسر العلوي من الشاشة. وهي إحداثيات النقطة القابلة للبرمجة الموجودة على مسار الأداة في الوقت الحالي. في الحالة الأولية ، يتم عرض هذه القيم بالملليمتر. عند تغيير نظام القياس برمجيًا ، يتم عرض الإحداثيات (بالإضافة إلى قيمة التغذية) بالبوصة. يتم عرض الوحدات على يمين الإحداثيات الرقمية نفسها. مبرمجة جميع الحركات الجانبية لقطعة الشغل. لذلك ، فإن محوري الإحداثيات X و Z لها مقاييس مختلفة.

يتم عرض المعلمات التكنولوجية الحالية (باللون الأصفر) في أسفل يسار الشاشة: سرعة المغزل S (دورة في الدقيقة) ، ومعدل التغذية F (مم / دقيقة) ورقم برج البرج الحالي T.

توجد 6 خلايا في أسفل يمين الشاشة للعرض وظائف مشروطة نشطة لنظام CNC. من اليسار إلى اليمين ، يتم عرض الوظائف التالية في الخلايا: اتجاه دوران المغزل M03 / M04 ، وتشغيل نظام المبرد M07 - M09 ، ونظام إحداثيات العمل الحالي G53 - G59 ، ونوع تغذية العمل G98 / G99 ونوع الاستيفاء G00 - G03.

الشكل 48 - ظهور نموذج محاكاة نظام التحكم في العرض للآلة

آفاق تطوير المشروع

تتضمن الآفاق المستقبلية لتطوير المشروع المعروض عددًا من المهام.

المهمة رقم 1: توسيع وظائف منتج البرنامج من حيث تقنية التحول ، بما في ذلك: التحضير الآلي للحساب والخريطة التكنولوجية للمنتج المعالج ، ونظام للتحكم في أحجام المنتج في جميع مراحل محاكاة العملية ، وتوافق تنسيقات برنامج التحكم ، ودعم معايير حزم CAD / CAM الموجودة .

المهمة رقم 2: إدراك إمكانية تكوين المستخدم للآلة المحاكاة ، بما في ذلك: اختيار نوع تخطيط المكونات الرئيسية للجهاز ، واختيار وتغيير أنواع المعدات والأدوات التكنولوجية ، ومحاكاة مراحل إعداد الجهاز لعمليات تكنولوجية محددة.

المهمة رقم 3: توسيع الوظائف من حيث التحكم في البرنامج العددي للجهاز ، بما في ذلك: دعم أنظمة CNC إضافية ، ومحاكاة واجهة لوحة التحكم لأنظمة CNC محددة ، وتنفيذ قدرات البرمجة الكلية وبرمجة الحوار للعمليات التكنولوجية.

المهمة رقم 4: تنفيذ نموذج مادي ورياضي لعملية التحول مع مراعاة خصائص المواد ، وبناء على أساسها مكون من نظام خبير يشارك في حوار مع المستخدم في شكل توصيات ومطالبات تصحيحية.

المهمة رقم 5: تعديل خوارزمية تشكيل الجزء ، مما يجعل من الممكن محاكاة عمليات الطحن باستخدام أداة محرك الأقراص المناسبة.

إلى جانب المهام الرئيسية المدرجة ، من الضروري إدخال عدد من التحسينات في الوظائف العامة لمنتج البرنامج.

الاستنتاجات والاستنتاجات

حتى الآن ، فإن النتائج المحققة للمشروع تتوافق تمامًا مع الأهداف والغايات المحددة في بداية العمل. تم اختبار منتج البرنامج في العملية التعليمية على أساس العديد من المنظمات التعليمية ، بما في ذلك جامعة Maikop State التكنولوجية التكنولوجية ، ANO "UTsDPO CityMasterov-NN" والجامعة المركزية في كوينزلاند (CQUniversity ، أستراليا). يتم اختبار إصدارات الهاتف المحمول من التطبيق بين المستخدمين الخاصين من خلال منصتي GooglePlay و AppStore . سيؤدي توسيع الوظائف من حيث تنفيذ المهام الواعدة الموصوفة أعلاه إلى تحسين مؤشرات أداء منتج البرنامج وزيادة قدرته التنافسية بشكل عام.

قائمة ببليوغرافية

1. Gökçe Harun - مضلع قائم على نمذجة الكائنات لبرامج محاكاة مخرطة ثلاثية الأبعاد باستخدام الحاسب الآلي // Journal of Polytechnic، 2016؛ 19 (2): 155-161.

2. Okan Topçu ، Ersan Aslan - محاكاة المخرطة على شبكة الإنترنت باستخدام Java 3D API // الندوة الدولية الثانية حول الحوسبة في العلوم والهندسة. 2011.

3. Abramova O. F. - تحليل مقارن للخوارزميات لإزالة الخطوط والأسطح غير المرئية التي تعمل في مساحة الصورة / O.F. أبراموفا ، NS نيكونوفا // NovaInfo. العلوم التقنية. 2015. رقم 38-1.

4. David Douglas، Thomas Peucker - خوارزميات لتقليل عدد النقاط المطلوبة لتمثيل خط رقمي أو الكاريكاتير الخاص به // رسام الخرائط الكندي 10 (2) ، 112-122 (1973).

5. John Hershberger، Jack Snoeyink - تسريع خوارزمية تبسيط خط Douglas-Peucker // Proc 5th Symp on Data Handling، 134-143 (1992).

6. Ahmet Gencoglu - محاكاة عملية الخراطة القائمة على الفيزياء / أطروحة مقدمة في التنفيذ الجزئي لمتطلبات درجة الماجستير في العلوم التطبيقية // جامعة كولومبيا البريطانية (فانكوفر). أغسطس 2011. 122 ص.

نموذج محاكاة لعملية معالجة المواد عن طريق قطع مخرطة CNC