Details

Работа посвящена планированию движения лазерных станков с ЧПУ при обработке контуров, заданных управляющими программами в формате G-кода. Рассматривается проблема участков, на которых из-за разгонов, торможений и резких изменений направления фактическая скорость на рабочем контуре заметно отличается от заданной подачи. Эта проблема актуальна для лазерной резки и гравировки, поскольку изменение скорости меняет локальное энерговложение и может ухудшать качество кромки или изображения. Для её решения предложен постпроцессорный метод уточнения управляющего пути, в котором критические точки обнаруживаются в исходном G-коде, после чего к ним добавляются компенсационные движения, выполняемые при выключенном инструменте. В результате разработан программный прототип, сформирован уточнённый G-код и показано снижение рывка и отклонения скорости на рабочих участках при сохранении исходной геометрии рабочих участков. Метод может применяться в постпроцессорах управляющих программ, CAM-системах и средствах подготовки траекторий для лазерных и других станков с ЧПУ.

This work addresses motion planning for CNC laser machines that process contours described by G-code control programs. The problem considered is the traversal of kinematically unfavorable path sections, where acceleration, deceleration, and sharp direction changes prevent the machine from maintaining the commanded feed rate on the working contour. The problem is important for laser cutting and engraving because speed variations change local energy input and may degrade edge or marking quality. To address it, a post-processing method is proposed: critical points are detected in the original G-code, and compensation motions are added outside the working contour with the tool turned off. A software prototype was developed, refined G-code was generated, and a decrease of jerk and velocity error was demonstrated on the working contour while preserving the original geometry of the working sections. The method can be used in control-program postprocessors, CAM systems, and trajectory preparation tools for laser and other CNC machines.

• ВВЕДЕНИЕ
• ТЕХНОЛОГИИ ПОСТРОЕНИЯ И ВЫПОЛНЕНИЯ ТРАЕКТОРИИ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА
  • Методы обеспечения плавности траектории в системах ЧПУ
  • Сравнение уровней реализации метода компенсационных движений
  • Выводы методам обеспечения плавности и уровням реализации
• МЕТОД КОМПЕНСАЦИОННЫХ ДВИЖЕНИЙ ДЛЯ УТОЧНЕНИЯ ТРАЕКТОРИИ
  • Постановка задачи
  • Формальная модель исходного и модифицированного пути
  • Определение и классификация критических точек
  • Метод обработки критических точек компенсационными движениями
  • Структурно-функциональная схема
  • Выводы по формализации метода
• РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММНОГО ПРОТОТИПА
  • Назначение программного прототипа
  • Общая схема реализации
  • Данные программного прототипа
  • Общие блоки программ skywrite и simulate
  • Блоки программы skywrite
  • Блоки программы simulate
  • Стек реализации
  • Выводы по программной реализации
• ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМА
  • Порядок проведения эксперимента
  • Исходный G-код
  • Анализ исходного пути
  • Получение уточнённого G-кода
  • Анализ уточнённой траектории
  • Сравнение исходного и уточнённого пути
  • Обсуждение результатов эксперимента
  • Выводы по исследованию
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ