1.3.2. Step-nc

Программирование современных систем ЧПУ подчиняется стандарту ISO 6983 (DIN 66025), которому уже более 50 лет и который явно тормозит развитие ЧПУ-технологии (рис. 21). Стандарт поддерживает простые ко­манды для элементарных перемещений и логических операций. Управля­ющие программы в стандарте ISO 6983 содержат ничтожное подмноже­ство информации, полученной на уровне систем CAD-CAM. Однако более серьезным является невозможность двустороннего обмена информацией с этими системами. Это означает, что любые изменения в управляющей программе не могут быть отображены в восходящем информационном по­токе к системам CAD-CAM.

В отличие от существующего, стандарт STEP-NC предлагает модель того, что нужно сделать, но не подробности того, как осуществлять траек-торные перемещения и выполнять команды логических переключений. Эта модель отвечает новому стандарту ISO 14649, согласно которому изделие получают из заготовки путем удаления типовых форм {features), условно­го или безусловного выполнения ассоциированных с типовыми формами переходов (workingsteps), в потоке управления, задаваемом исполняемы­

ми блоками (executables), с необходимыми допусками, с использованием инструмента, отвечающего всем необходимым требованиям. Эта модель использует информацию форматов АР204 и АР213 вплоть до этапа интер­претации управляющей программы, т.е. она несопоставимо богаче суще­ствующей схемы программирования. Предполагается, что система управ­ления способна интерпретировать подобную информацию и генерировать необходимые перемещения и циклы.

Стандарт ISO 14649 устанавливает девять компонентов функциональ­ности (Units of Functionality, UOFs): проект (project), изделие (workpiece), типовую форму {feature), исполняемый блок (executable), переход (operation), траекторию инструмента (toolpath), измерения (measures). От­ношения между компонентами показаны на рис. 22.

Рисунок представлен в форме, соответствующей упрощенной графи­ческой версии объектно-ориентированного языка EXPRESS [14,15], кото­рый послужил средством описания всех прикладных протоколов STEP.

Изделие описывают так, как это принято в стандарте STEP: с историей версии, информацией владельца, утверждениями, датой, указанием мате­риала и его свойств. Изделие служит выходом технологического процесса, а его внешний вид является свойством готового продукта. Типовые формы определяют области удаляемого материала заготовки, а их внешний вид является частью внешнего вида изделия. Типовые формы задают в пара­метрическом виде как совокупность образующей и направляющей. Осо­

б ый случай представляют поверхности свободной формы, для которых за­дают область, в пределах которой они размещаются. Некоторые виды ти­повых форм представлены на рис. 23.

Ядро модели STEP-NC составляет план операций (workplans), который является последовательностью шагов операции (workingsteps). Каждый шаг операции ассоциирован с переходом, выполняемым в некоторой типовой форме изделия. В свою очередь переход содержит технологический алго­ритм (включая стратегию внедрения в материал и вывода инструмента) и указания по настройкам. Переходы имеют черновую и чистовую версии. Предполагается, что интеллектуальные системы ЧПУ будут самостоятельно рассчитывать траектории инструмента для стандартных типовых форм.

Исполняемый блок (executable) описывает поток управления и после­довательность переходов, ассоциированных с операциями и типовыми фор­мами. Исполняемый блок технологически независим. Конструкция испол­няемого блока приведена на рис. 24.

Траектория инструмента устанавливает точное движение координат­ных приводов в том случае, если интеллектуальная система ЧПУ неспо­собна сама спланировать такую траекторию. Однако полная траектория может быть воссоздана из каких-то ее повторяющихся или стандартных частей. Таким образом, гибкость плана операций снижается лишь частич­но. Структура траектории инструмента представлена на рис. 25.

Компонент функциональности измерения определяет используемые средства измерения и допуски в разработанной модели.

О бобщающим компонентом функциональности служит проект. Суть в том, что общая модель STEP-NC может включать описания нескольких изделий и

множество планов операций. Проект устанавливает стартовую точку, иденти­фицируя главный план операций. Формальное описание проекта в объектно-ориентированном языке EXPRESS выглядит следующим образом:

ENTITY project;

its id: identifier;

main_workplan: workplan;

its„workpieces. SET [0:?] OF workpiece;

its_owner: OPTIONAL person_and_address;

its_release: OPTIONAL date_and_time;

its_status: OPTIONAL approval;

(*

Informal proposition:

itsjd shall be unique within the part programme. *)

END_ENTITY;

Управляющая программа для станка с ЧПУ представлена в формате физического файла, соответствующего ISO 1033, часть 21. Первая секция программы служит заголовком {header). Здесь представлена информация общего характера и комментарии (имя файла, автор, дата и др.) (рис. 26). Далее следует секция данных, открываемая ключевым словом Data. Эта секция делится на три части: план операций и исполняемые блоки, техно­логические описания, геометрические описания. Рисунок показывает от­ношения между этими тремя частями.

П лан операции объединяет исполняемые блоки в линейном порядке или с учетом условий. Один из типов исполняемых блоков содержит структу­ру программы; чтобы изменить последовательность операций достаточно внести изменения в этот блок.

Пример использования управляющей программы в подобном виде был продемонстрирован фирмой Siemens. Далее приведен небольшой фрагмент такой программы:

File:

Header

#1=Project (Workplan #10); #10=Workplan (#20, #35, #71,...);

#20=Machining_Workingstep (#(Feature), #22(Operation)); #21=Round_hole ('Hole M6\ );

#22=Drilling (#... (Tool), ,,#... (Technology), #... (Machine_functions));

#35=Machining_Workingstep (...); End-ISO-10303-21

Использование этого формата имеет ясное представление и четкое ок­ружение, как это показано на рис. 27. Однако имеются и другие предложе­

ния, связанные с прямым использованием в управляющих программах ЧПУ языков EXPRESS и XML. Дело в том, что синтаксис ISO 10303-21 не пред­полагает расширений и не предусматривает использование гипертексто­вых механизмов.