Параметрическое программирование (ЧПУ)

Стиль этой статьи неэнциклопедичен или нарушает нормы литературного русского языка. Статью следует исправить согласно стилистическим правилам Википедии. (16 января 2016)

Параметри́ческое программи́рование (англ. parametric programming, также — ма́кропрограммирование) в обрабатывающих системах числового программного управления (ЧПУ) технологическим оборудованием — подход к повышению уровня программирования, реализуемый созданием специализированных языков или расширений к существующим средствам программирования.

Исторически первый язык программирования станков с ЧПУ — G-код, который по своей сути является языком описания циклограмм, движения обрабатывающего инструмента, включения/выключения шпинделя, подачи смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и других действий и не имеет средств текущей проверки состояния процесса обработки. Например, при поломке обрабатывающего инструмента или отсутствии СОЖ, циклограмма, описанная G-кодом, будет бесполезно продолжаться или исполняться опасно для оборудования до вмешательства оператора или окончания G-кода. Для устранения этого существенного недостатка G-кода были разработаны языки параметрического программирования.

Эти языки имеют много общего с обычными высокоуровневыми языками программирования, например, Фортран, Си. Основное преимущество по сравнению с G-кодом — наличие команд/операторов условного перехода. Это расширение позволяет изменять ход обработки при изменении состояния процесса, например, останавливать обработку с подачей аварийного сигнала при срабатывании датчика износа или поломки инструмента.

Дополнительное преимущество параметрического программирования для станков с ЧПУ — возможность организации сложных вычислений координат инструмента и его перемещений для обработки криволинейных поверхностей, заданных математически в виде 3D-сплайнов или поверхностей Безье.

Производители систем управления используют параметрическое программирование в качестве расширения G-кода. Его можно сравнить с компьютерными языками программирования, такими, как Basic, но он может быть доступен на уровне G-функций (кодов). В отличие от ЧПУ-программирования, в параметрическом программировании расширяются возможности, сравнимые с объектно-ориентированными. Используя его системах управления ЧПУ, становятся возможными вариантность вычисления, применение логических операторов, работа с проходами инструмента, движениями манипуляторов, возможность организации циклов, выбор по условию, переход, работа с подпрограммами, добавляются элементы, осуществляющие полный контроль над ЧПУ, — доступ к системным переменным и ячейкам программы электроавтоматики, возможность создавать свои собственные G-коды и функции, которые наиболее полно реализуют управление всех компонентов станка. Возможен доступ к параметрам ЧПУ, хранящим информацию об инструменте, положении рабочих органов, манипуляторов, системы координат, значений G-кода управляющей программы и ошибок. С помощью параметрического программирования можно разрабатывать диалоговые управляющие программы. Подобно компьютерным языкам программирования, в параметрическом программировании их существует несколько версий: Custom Macro, User Task (Okuma), Q Routine (Sodick), Advanced Programming Language (APL G& L). Например, язык макропрограммирования FMS-3000 из подмножества языка Basic дает возможность организовать дополнительные информационные окна, систему слежения за параметрами, режимы контроля и протоколирования процессов обработки. Такие программы выполняются в фоновом режиме и в свободное от всех других задач время, при большой загрузке могут временно приостанавливать свою работу. Используя такие возможности, имеешь один из эффективных способов управления станком, роботом, системой ЧПУ.

Программа, написанная с использованием языка макропрограммирования, имеет аналогичную структуру G-кодов системы управления. Структурную единицу составляет кадр. Кадр является последовательностью символов языка программирования. Элементом кадра является слово, которое состоит из адреса и числового значения или переменной, глобальной переменной.

В качестве примера макропрограммы можно написать подпрограмму функцию G200 для системы управления FMS-3000 и использовать эту G-функцию в качестве отскока и перехода инструмента между проходами, как в случае перехода сверла от одной координате к другой.
Свойства функции:
1. Начальные условия.
2. Отскок на W (в случае простого отскока) или выход в точку смены инструмента, и следуем далее.
3. Выбор инструмента взятие корректора на длину.
4. Выбор G54 G55 G56 G57 G58 G59.
5. Определяем угол поворота детали A
6. Выбор M3 M13 M4 M14.
7. Выбор числа оборотов S.
8. Выход инструмента на позицию по X Y (с коррекцией H).

В отличие от Custom Macro (система управления Fanuc), параметры функции в FMS-3000 необходимо определить в начале подпрограммы.

Выражение hh=t+100 представляет собой таблицу корректоров от 1 до 200. Все корректоры мы разделили на две части от 1..100 корректора на диаметр инструмента, от 101..201 на длину инструмента. Инструменту T1 соответствует номер корректора на диаметр 1 и номер корректора на длину 101. Инструменту T2, номер 2 и номер 102 и т. д.

Если в функции G200 параметр G не задать, точка будет взята по умолчанию из глобальной переменной из функции G201.

Отскок в точку смены инструмента.

Функции смены инструмента на каждом станке имеют свои особенности в зависимости от количества инструмента в магазине. Например, когда инструмента много, иногда применяются алгоритмы, расставляющие инструмент в произвольном порядке, чтобы не привязывать инструмент к определённым ячейкам и сократить время замены. Большое значение имеет конструкция механики смены инструмента, различного рода манипуляторы, ползуны и т. д.

• CAx
• CAM
• CAD
• CAE
• NX CAM
• ЧПУ
• G-code

Для улучшения этой статьи желательно: Найти и оформить в виде сносок ссылки на независимые авторитетные источники, подтверждающие написанное. Исправить статью согласно стилистическим правилам Википедии. Оформить статью по правилам. Проверить достоверность указанной в статье информации. На странице обсуждения должны быть пояснения. Пожалуйста, после исправления проблемы исключите её из списка параметров. После устранения всех недостатков этот шаблон может быть удалён любым участником.