CLData

CLData — это промежуточные данные, которые CAM-система передаёт постпроцессору: упорядоченный список технологических команд (перемещения инструмента, управление шпинделем и СОЖ, смены инструмента, стандартные циклы, вспомогательные функции и т. д.), каждая из которых несёт набор параметров. Постпроцессор читает CLData и формирует управляющую программу для конкретного станка и системы ЧПУ.

Обе подсистемы постпроцессирования — Генератор постпроцессоров (sppx-постпроцессоры) и .NET-постпроцессоры — работают с одними и теми же CLData. Модуль, который читает и пишет CLData, общий для обеих; низкоуровневое взаимодействие с нативным кодом скрыто, и каждая подсистема предоставляет доступ к данным через удобные обёртки. Между подсистемами различается только синтаксис доступа — сами команды и их параметры идентичны.

В этом разделе команды CLData описаны один раз, для обеих подсистем. Для каждой команды параметры сначала описываются в синтаксически нейтральном виде, затем отдельными абзацами показывается, как их читать из sppx и из .NET. Используйте форму доступа своей подсистемы и не смешивайте два синтаксиса.

Из чего состоит CLData

CLData организованы в виде небольшой иерархии — проект, его файлы, команды внутри каждого файла и параметры каждой команды:

Проект — весь проект CAM-системы. Помимо операций он несёт данные уровня проекта — схему станка, детали и заготовки, единицы измерения, установочные позиции и т. д.
Файлы — CLData проекта разбиты на файлы. На каждую операцию CAM приходится один файл, для каждой подпрограммы — отдельный необязательный файл, и один файл уровня проекта, который хранит информацию о проекте и не содержит команд.
Команды — каждый файл представляет собой упорядоченную последовательность технологических команд: перемещения инструмента, управление шпинделем и СОЖ, смены инструмента, стандартные циклы, маркеры секций, вспомогательные функции и т. д. Порядок соответствует порядку выполнения операции.
Параметры — каждая команда несёт набор описывающих её параметров: координаты перемещения, частоту вращения шпинделя, номер инструмента, глубины и смещения цикла и т. д. У каждого типа команды свой набор параметров.

Постпроцессор обходит эту иерархию — файл за файлом, команда за командой — и для каждой команды читает нужные ему параметры, чтобы сформировать соответствующий кадр управляющей программы. В следующем разделе приведён реальный листинг такого проекта, а разделы после него объясняют, как добираться до файлов, команд и параметров из кода постпроцессора.

Структура листинга CLData

CLData проекта — это не один плоский список команд, а набор файлов, и внутри каждого файла команды сгруппированы во вложенные секции. Знание этой раскладки делает список команд читаемым и позволяет обработчику реагировать на структуру траектории. Приведённый ниже пример — реальный листинг простого токарно-фрезерного проекта, полученный небольшим постпроцессором, который обходит каждый файл и каждую команду (тот же приём обхода файлов, что и в примере из раздела Файлы CLData).

Файлы

CLData проекта — это список файлов, нумерация начинается с 0. Нумерация файлов 0-based в обеих подсистемах. А вот нумерация команд внутри файла различается: она 1-based в sppx (for c = 1 to CldFile[f].CmdCount) и 0-based в .NET (for (int c = 0; c < file.CmdCount; c++)).
Файл 0 — всегда файл уровня проекта (тип CAMProject). Он не содержит команд — в нём хранится информация о проекте, читаемая оператором Project.
Каждая операция CAM становится одним файлом типа TechOperation, в порядке списка операций.
Файлы типа NCSub необязательны — они существуют, только если в проекте используются подпрограммы или циклы с подпрограммами. В отличие от файлов операций, они не транслируются автоматически; постпроцессор выводит их явным вызовом операторов работы с подпрограммами (см. Операторы работы с подпрограммами УП).

File 0   CAMProject      - данные уровня проекта, без команд
File 1   NCSub           - необязательно: тела подпрограмм / циклов
File 2   NCSub
File 3   TechOperation   - по одному файлу на операцию CAM, в порядке списка операций
File 4   TechOperation
 ...
File 15  TechOperation

Секции внутри операции

Каждый файл операции обёрнут парой PPFUN TECHINFO(58) … PPFUN ENDTECHINFO(59) — начало / конец операции, несущие технологические данные операции.
Команды группируются во вложенные секции командой STRUCTURE (ON(71) открывает секцию, OFF(72) закрывает). Три секции верхнего уровня — Header, Body и Tail; Header содержит подсекцию Approach, а Tail — подсекцию Return. STRUCTURE также используется для группировки рабочих перемещений по регионам / проходам инструмента — например, у фрезерной операции Body делится на группы по глубине Level, а каждый уровень — на проходы Offset (см. File 15 ниже). В списке команд эти вложенные секции отображаются отступами.
В Header находятся команды настройки, обычно в таком порядке:
- первый COMMENT — имя операции CAM;
- ORIGIN — базовая система координат, в которой выводится траектория операции;
- LOADTL — инструмент, которым ведётся обработка в операции;
- COMMENT сразу после инструмента, начинающийся с @, — имя инструмента;
- CUTCOM — активирует коррекцию инструмента;
- PLANE — активирует рабочую плоскость;
- SPINDL — запускает шпиндель;
- FROM — начальное положение инструмента; перемещения не выполняет, лишь обозначает, где инструмент уже находится к началу операции.
Набор команд перемещения зависит от типа оборудования: GOTO / CIRCLE для 2D/3D токарно-фрезерных траекторий (токарные и сверлильные циклы дополнительно выводят EXTCYCLE и MULTIGOTO для позиционирования, как в примере ниже), MULTIGOTO / MULTIARC для пятиосевых станков и роботов, и EDMMOVE для электроэрозионных станков. В остальном структура остаётся в основном такой же.
Ключевые точки траектории помечаются тегами — PPRINT, текст которого начинается с # (например, #KeyPoint: StartCutting, #Approach:…, #Return:…). Постпроцессор реагирует на тег или пропускает его, чтобы метка не попала в управляющую программу; см. Теги траектории. В листинге ниже такие строки помечены ! toolpath tag.

Ниже — сквозной обход всего проекта: файл проекта, файлы подпрограмм и файлы операций; длинные списки параметров сокращены до …, повторяющиеся проходы свёрнуты; отступы показывают вложенность STRUCTURE (индексы команд опущены):

File 0 — CAMProject   (уровень проекта; команд нет)

File 1 — NCSub   (тело подпрограммы / цикла; выводится только при явном вызове из постпроцессора)
COMMENT    "Geometry"
PPFUN      STARTSUB(50), 1
GOTO       X 67.8, Y 0, Z 0
PPRINT     "#KeyPoint: StartCutting"                    ! toolpath tag
FEDRAT     F 0.5, MMPR(316), K 0
GOTO       X 30.703, Y 0, Z 0
GOTO       X 33.362, Y 0, Z 2.659
PPFUN      ENDSUB(51), 1

File 2 — NCSub   (ещё одно тело подпрограммы; та же форма, что и File 1 — опущено)

File 3 — TechOperation "Lathe facing"   (точение)
STRUCTURE  ON(71)  TYPE "HeaderSection", Comment "$Header$"
  PPFUN      TECHINFO(58), 250, 30.703, 0, 0, 979.484, …    ! операция начинается
  STRUCTURE  ON(71)  TYPE "String", Comment "Header"
    COMMENT    "Lathe facing"                               ! имя операции
    ORIGIN     X 0, Y 0, Z 265, PPFUN 0, N 54, …            ! базовая система координат (G54)
    LOADTL     N 2, ToolChanged 1, X 15, Y 125, …           ! инструмент
    COMMENT    "@IC16 Re0.2 R OD cutting tool"              ! имя инструмента (начинается с @)
    CUTCOM     ON(71), LENGTH(9)2, …, LEFT(8)               ! коррекция инструмента
    FROM       COUNT 10, MACHINE, X 100, Y 0, Z 500, …      ! начальное положение (без перемещения)
  STRUCTURE  OFF(72) TYPE "String", Comment "Header"
  STRUCTURE  ON(71)  TYPE "String", Comment "Approach"
    STRUCTURE  ON(71)  TYPE "Approach", Comment "Approach"
      PPRINT     "#Approach:[Rule 1]=C; Z10; X; Z"          ! toolpath tag
      SELWORKPIECE"Table"
      SPINDL     ON(71), NO -1000, K 0, MODE CSS(2), SPEED -150   ! шпиндель
      RAPID      N 10000
      MULTIGOTO  COUNT 1, MACHINE, Z 10, …
      MULTIGOTO  COUNT 1, MACHINE, X 67.8, …
      MULTIGOTO  COUNT 1, MACHINE, Z 2.659, …
    STRUCTURE  OFF(72) TYPE "Approach", Comment "Approach"
  STRUCTURE  OFF(72) TYPE "String", Comment "Approach"
STRUCTURE  OFF(72) TYPE "HeaderSection", Comment "$Header$"
STRUCTURE  ON(71)  TYPE "BodySection", Comment "$Body$"
  GOTO       X 67.8, Y 0, Z 2.659
  COOLNT     ON(71), N 1, #1
  FEDRAT     F 0.5, MMPR(316), K 0
  EXTCYCLE   ON(71)   LATHEFINISH(400), 1, 0, 3, 0, 0.3, …
  EXTCYCLE   CALL(52) LATHEFINISH(400), 1, 0, 3, 0, 0.3, …
  EXTCYCLE   OFF(72)  LATHEFINISH(400), 1, 0, 3, 0, 0.3, …
STRUCTURE  OFF(72) TYPE "BodySection", Comment "$Body$"
STRUCTURE  ON(71)  TYPE "TailSection", Comment "$Tail$"
  STRUCTURE  ON(71)  TYPE "String", Comment "Return"
    STRUCTURE  ON(71)  TYPE "Return", Comment "Return"
      PPRINT     "#Return:[Rule 1]=Z10; X; Z; C"            ! toolpath tag
      RAPID      N 10000
      MULTIGOTO  COUNT 1, MACHINE, Z 10, …
    STRUCTURE  OFF(72) TYPE "Return", Comment "Return"
  STRUCTURE  OFF(72) TYPE "String", Comment "Return"
  PPFUN      ENDTECHINFO(59), 250, 30.703, 0, 0, 979.484, … ! операция заканчивается
STRUCTURE  OFF(72) TYPE "TailSection", Comment "$Tail$"

…  (Files 4…14 — остальные операции, каждая той же формы Header / Body / Tail — опущены)

File 15 — TechOperation "2D contouring"   (фрезерование)
STRUCTURE  ON(71)  TYPE "HeaderSection", Comment "$Header$"
  PPFUN      TECHINFO(58), 250, -47.996, -289.976, -16, …  ! операция начинается
  STRUCTURE  ON(71)  TYPE "String", Comment "Header"
    COMMENT    "2D contouring"                             ! имя операции
    ORIGIN     X 0, Y 0, Z 274, PPFUN 0, N 55, …           ! базовая система координат (G55)
    LOADTL     N 1, ToolChanged 1, …, D 8, L 40, …         ! инструмент
    COMMENT    "@Cylindrical mill L40, D8"                 ! имя инструмента (начинается с @)
    PLANE      XY                                          ! рабочая плоскость
    SPINDL     ON(71), NO 10544.01, K 0, MODE RPM(0)       ! шпиндель
    CUTCOM     ON(71), LENGTH(9)1, …, LEFT(8)              ! коррекция инструмента
    FROM       COUNT 10, MACHINE, X 100, Y 0, Z 500, …     ! начальное положение (без перемещения)
  STRUCTURE  OFF(72) TYPE "String", Comment "Header"
  STRUCTURE  ON(71)  TYPE "String", Comment "Approach"
    STRUCTURE  ON(71)  TYPE "Approach", Comment "Approach"
      PPRINT     "#Approach:[Rule 1]=C; Z10; X; Z"          ! toolpath tag
      RAPID      N 10000
      AXESBRAKE  COUNT 1, AxisCPos(3) OFF(72)
      MULTIGOTO  COUNT 1, MACHINE, C 90, …
      MULTIGOTO  COUNT 1, MACHINE, Z 10, …
      MULTIGOTO  COUNT 1, MACHINE, X -28.715, …
      MULTIGOTO  COUNT 1, MACHINE, Z 0, …
      MULTIGOTO  COUNT 1, MACHINE, Y -1.804, …
    STRUCTURE  OFF(72) TYPE "Approach", Comment "Approach"
  STRUCTURE  OFF(72) TYPE "String", Comment "Approach"
STRUCTURE  OFF(72) TYPE "HeaderSection", Comment "$Header$"
STRUCTURE  ON(71)  TYPE "BodySection", Comment "$Body$"
  STRUCTURE  ON(71)  TYPE "String", Comment "Level: -4"      ! первый уровень по глубине
    STRUCTURE  ON(71)  TYPE "String", Comment "Offset 2"     ! первый проход на этом уровне
      RAPID      N 10000
      GOTO       X -28.715, Y -1.804, Z 0
      GOTO       X -28.715, Y -1.804, Z -3
      AXESBRAKE  COUNT 1, AxisCPos(3) ON(71)
      COOLNT     ON(71), N 1, #1
      FEDRAT     F 100, MMPM(315), K 256
      GOTO       X -28.715, Y -1.804, Z -4
      FEDRAT     F 100, MMPM(315), K 4
      GOTO       X -28.716, Y -3.004, Z -4
      GOTO       X -32.716, Y -3.001, Z -4
      FEDRAT     F 200, MMPM(315), K 0
      GOTO       X -39.887, Y -2.994, Z -4
      CIRCLE     XC -0.086, YC -0.024, ZC -4, R -39.911, XE -39.882, YE 3, ZE -4
      GOTO       X -32.725, Y 3.001, Z -4
      …
    STRUCTURE  OFF(72) TYPE "String", Comment "Offset 2"
    STRUCTURE  ON(71)  TYPE "String", Comment "Offset 1"     ! следующий проход — та же форма — опущено
      …
    STRUCTURE  OFF(72) TYPE "String", Comment "Offset 1"
    STRUCTURE  ON(71)  TYPE "String", Comment "Offset 0"
      …
    STRUCTURE  OFF(72) TYPE "String", Comment "Offset 0"
  STRUCTURE  OFF(72) TYPE "String", Comment "Level: -4"
  …  (уровни -8, -12, -16 — те же проходы на каждой глубине; затем весь набор повторяется после
      каждого поворота оси C: MULTIGOTO C 180 / 270 / 360 — много повторяющихся проходов, опущено)
STRUCTURE  OFF(72) TYPE "BodySection", Comment "$Body$"
STRUCTURE  ON(71)  TYPE "TailSection", Comment "$Tail$"
  COOLNT     OFF(72), N 1, #1
  STRUCTURE  ON(71)  TYPE "String", Comment "Return"
    STRUCTURE  ON(71)  TYPE "Return", Comment "Return"
      PPRINT     "#Return:[Rule 1]=Z10; X; Z; C"            ! toolpath tag
      RAPID      N 10000
      MULTIGOTO  COUNT 1, MACHINE, Z 10, …
      GOHOME     COUNT 1, MACHINE, X 100, …
      GOHOME     COUNT 1, MACHINE, Z 500, …
      GOHOME     COUNT 1, MACHINE, Y 0, …
    STRUCTURE  OFF(72) TYPE "Return", Comment "Return"
  STRUCTURE  OFF(72) TYPE "String", Comment "Return"
  CUTCOM     OFF(72), LENGTH(9)0, …                         ! коррекция выключается
  SPINDL     OFF(72), NO 0, K 0                             ! шпиндель выключается
  PPFUN      ENDTECHINFO(59), 250, -47.996, -289.976, …     ! операция заканчивается
STRUCTURE  OFF(72) TYPE "TailSection", Comment "$Tail$"

Модель доступа

Параметры команды бывают двух видов:

Числовые параметры — плоский массив вещественных чисел, адресуемых по позиции. Это исходная, унаследованная форма.
Именованные / структурированные параметры — типизированные значения, адресуемые по имени, возможно вложенные (объекты, массивы). Это современная форма, применяемая в новых командах (и доступная для большинства параметров старых). Модель именования — та же, что описана в XML-свойства — доступ из кода.

В таблице сведены способы их чтения. Подробности и примеры даются для каждой команды в справочнике команд; шаблон доступа всегда один и тот же.

Форма доступа	sppx	.NET	Примечания
Числовой массив, по индексу	`cld[i]`	`cld[i]`	Общее для обеих. Массив заполняется параметрами текущей команды перед её обработкой.
Числовой элемент, по короткому имени	`cld.X`, `cld.N` …	—	Только sppx. Плоский дублирующий доступ к некоторым числовым элементам. В .NET недоступен.
Именованный / структурированный, по имени	`cmd.Str["Name"]`, `cmd.Flt["Name"]`, `cmd.Int["Name"]`, `cmd.Ptr["Name"]`	`cmd.Str["Name"]`, `cmd.Flt["Name"]`, `cmd.Int["Name"]`, `cmd.Ptr["Name"]`	Одинаковая грамматика в обеих (пути через точку, ключи массива `Name(Key)`, цепочки указателей). См. XML-свойства — доступ из кода.
По стабильному коду параметра	`CmdPrm.Flt[code]`	`cmdPrm.Flt[code]`	Используется расширенными / измерительными циклами, где параметры адресуются фиксированным кодом, чтобы их порядок мог меняться без поломки постпроцессоров.
Строго типизированная обёртка команды	—	`cmd.<Property>` (напр. `cmd.R`, `cmd.IsCSS`)	Только .NET. Каждый обработчик команды получает типизированный объект `cmd` с именованными документированными свойствами. Современный способ для .NET; см. справочник API.

sppx

В sppx числовые параметры текущей команды помещаются в предопределённый массив cld до запуска программы команды, поэтому cld[1], cld[2], … адресуют их по позиции; у некоторых элементов есть также короткие имена-члены, например cld.X. Структурированные параметры читаются по имени оператором cmd (cmd.Str["…"], cmd.Flt["…"], cmd.Ptr["…"]), а расширенные циклы используют доступ по коду CmdPrm.Flt[code]. Эти средства доступа описаны в разделе Функции и операторы доступа к CLData.

.NET

В .NET постпроцессор реализует типизированный обработчик на каждую команду, например OnSpindle(ICLDSpindleCommand cmd, CLDArray cld). Внутри обработчика можно:

использовать строго типизированный объект cmd — именованные документированные свойства, такие как cmd.IsCSS, cmd.RPMValue, cmd.R, cmd.Center (это рекомендуемая, современная форма);
читать именованные / структурированные параметры через cmd.Str["Name"], cmd.Flt["Name"] и т. д.;
читать «сырой» числовой массив cld[i] (те же индексы, что и в sppx);
использовать доступ по коду cmdPrm.Flt[code] для расширенных циклов.

Типизированные интерфейсы команд (ICLD…Command) и все их свойства описаны в справочнике API .NET SDK — см. Справочные материалы .NET.

Поиск команд (обход CLData)

Помимо текущей команды, постпроцессор может просматривать другие команды файла (заглядывать вперёд/назад, находить следующую команду заданного типа, читать контекст проекта / операции).

sppx: CurCode, NextCode, CodeOfCmd, GetCld, FindCld / GFindCld, оператор CLDFile и оператор Project.
.NET: CurrentFile.Cmd[i], CurrentFile.FindCommand(...), CurrentFile.IndexOfCmd(...), CurrentCmd.Next / Prev / NextMotion / PrevMotion, CurrentOperation.*, CLDProject.*.

Обе формы описаны рядом в разделе Функции и операторы доступа к CLData.

Справочник команд

Каждая команда описана один раз для обеих подсистем (общие параметры → доступ из sppx → доступ из .NET). Полный список — в разделе Описание технологических команд.

Информация о проекте в CLData

Статические данные уровня проекта, встроенные в CLData (схема станка, детали, заготовки, установочные позиции, системы координат, единицы измерения и т. д.), описаны в разделе Информация о проекте в CLData.

В этом разделе

Функции и операторы доступа к CLData — чтение CLData из кода постпроцессора
Информация о проекте в CLData — статические данные уровня проекта в CLData
Описание технологических команд — список всех команд CLData