Операции реза

Ноль программы — ближний левый угол болванки. Z = 0 — её верхняя грань, вглубь материала отрицательно. Ни один генератор не прибавляет к координатам ничего: где болванка физически лежит на столе, знает рабочее смещение станка (G54) и цифровой двойник, а не текст программы.

Следствие, ради которого правило и заведено: программа переносима. Та же деталь даёт тот же текст, где бы заготовка ни стояла и на каком бы из ваших станков ни резалась. Смещение применяет стойка — один раз, в G54.

Цена нарушения известна: пока генератор впечатывал место болванки в координаты, стойка складывала смещение второй раз, и программы уходили за предел хода на первой же строке реза. Инвариант теперь держит тест: сдвиг начала заготовки не меняет G-code ни на байт.

Первый вызов любой программы объявляет болванку: stock(W, H, T, материал) для фрезерной, bar({ diameter, length }) для токарной. Дальше операции только снимают материал — ничего не добавляется и не переносится. Модель детали после каждого шага = заготовка минус все предыдущие съёмы.

У болванки есть параметры установки, которые часто забывают, а они решают судьбу сквозного реза:

// pad — жертвенная подложка под болванкой, through — насколько сквозной
// рез в неё заходит, zOffset — подъём заготовки над столом (тиски, подставки).
stock(200, 100, 50, { material: 'aluminum', pad: 10, through: 0.3, zOffset: 10 });

Без pad сквозной рез честно ограничен толщиной болванки (thru: true даёт ровно T, а не T с запасом) и рискует уйти в стол. zOffset поднимает саму заготовку на подклад — иначе подклад пришлось бы резать ниже хода оси станка.

В программе пишется tool: T4, а не tool: 6.8. Число отвечает ровно на один вопрос — «какой диаметр», — а дальше по цепочке спрашивают ещё четыре, и из числа их не достать:

• профиль кончика (плоский, сфера, конус V) — им режет симуляция, от него зависят гребешок и форма дна;
• вылет из патрона — его сверяет toolcheck() перед пуском, и он же ограничивает глубину прохода;
• зубья и материал фрезы — по ним считаются обороты и подача;
• номер слота — M6 T<n> и G43 H<n> в шапке шага обязаны быть РЕАЛЬНЫМ слотом таблицы инструмента станка.

Ссылка на слот отвечает на все пять сразу и не заводит второй правды: таблица инструмента станка — часть двойника. Слот, которого в таблице нет, объявляется пустым и падает при использовании — со списком того, что в таблице есть.

Молчаливой подстановки нет. Раньше операция без названного инструмента тихо резалась «фрезой Ø6» — это была угроза безопасности: программа выглядела рабочей и уходила на станок с чужим диаметром. Сегодня не назвали tool — работает явный путь «просто диаметр», с пометкой, что профиль и вылет неизвестны. Никто ничего не подставляет за вас.

Одинаковые операции одной фрезой — это ОДИН шаг и одна смена инструмента: четыре отверстия Ø3 не превращаются в четыре шага. Разные инструменты — разные шаги. Шапка каждого шага печатает M6 T<n> и G43 H<n>, поэтому порядок шагов и есть порядок смен на станке.

Номера слотов раздаёт тот, кто вызывает генератор, по правилу первого появления, и они обязаны совпадать с таблицей инструмента станка. Программа с двумя фрезами даёт две шапки — по одной на каждый вызов.

Зачем. Пилёная или литая болванка никогда не плоская настолько, чтобы доверять её верху как нулю детали. Торцовка — почти всегда шаг номер один: она делает Z0 настоящим. Пример: плита 200×100, ским 0.3 мм перед сверловкой.

Ограничение. Торцует ВЕСЬ верх болванки — площадь берётся из размера заготовки, а не задаётся прямоугольником. Торцевание участка — это карман нулевой глубины стенки, то есть pocket. Типичная ошибка: слишком большой stepOver при малом числе зубьев — фреза грузится и оставляет гребёнку.

Зачем. Выбрать материал внутри границы: гнездо под подшипник, окно под плату, посадочное место. Три формы задания — прямоугольник, круг, произвольный полигон; полигон уходит на движок зоны, который умеет острова и уклон стенок.

Ограничения. Фреза не выходит за внешнюю границу и не заходит внутрь острова — границы непересекаемы, поэтому острова уже фрезы просто останутся необработанными, без предупреждения о «слишком узко». Уклон стенок в 3D-превью показан вертикальным: наклон живёт в траектории, а не в предпросмотре. Круглый карман диаметром меньше двух диаметров фрезы вырождается в одно сверление — проверьте diameter против Ø инструмента: круглый карман режется спиралью от центра к стенке, и на диаметре, сравнимом с диаметром фрезы, спирали просто не остаётся.

Зачем. Карман переменной глубины, заданный изолиниями: несколько вложенных контуров, каждый на своей глубине. Так описываются ступенчатые гнёзда, посадочные места с заплечиком, «горы и озёра» рельефа.

Ограничение. Контуры обязаны быть вложены строго: каждый более глубокий целиком внутри предыдущего. Это не придирка, а физика трёх осей — поднутрение фрезой не режется, и генератор такой набор контуров отклонит. smooth меняет ТОЛЬКО траекторию (сплайн вместо ступеней), геометрия модели остаётся ступенчатой.

Зачем. После чернового кармана с уклоном стенка остаётся ступенчатой. Этот проход ведёт сферическую фрезу по контуру стенки на каждом Z-уровне, а вертикальный шаг подобран так, чтобы остаточный гребешок не превысил заданного.

Ограничения. Только сферическая фреза и только наклонная стенка: taper = 0 — операция откажет, вертикальную стенку этой стратегией не финишируют. Проход идёт до смыкания воронки: у узкого дна он останавливается сам, а не доходит до заданной глубины.

Зачем. Все отверстия одного диаметра — одним шагом и одной сменой инструмента. Сверление идёт пе́ками: заглубление шагами с подъёмом на чистку стружки. Пример из витрины: сетка 3×2 отверстий Ø6.8 насквозь через плиту 50 мм.

Ограничения. Глубина ограничена рабочей длиной сверла: Ø3 с рабочей частью 14.5 мм через 50 мм плиты не пройдёт — соответствие глубины вылету и длине инструмента проверяет предполётная цепочка, а не генератор. thru: true даёт ровно толщину болванки — запас на выход берётся из through, объявленного в stock(), и только если объявлен pad. Зенковка отверстий отдельной операции не имеет: chamfer снимает фаску вдоль рёбер полигона, а не вокруг круглых отверстий.

Зачем. Внутренняя резьба без метчика: фреза орбитирует по окружности, опускаясь на один шаг резьбы за оборот. Отверстие под резьбу сверлится ОТДЕЛЬНЫМ шагом — как на станке. Фаску входа резьбофреза снимает сама в конце прохода.

Ограничения. Резьба только ВНУТРЕННЯЯ. Стратегия rotary (деталь на поворотном столе, стол медленно вращается, инструмент опускается по Z) требует у станка реальной оси A, B или C — на трёхосевом фрезере она недоступна. Диаметр резьбофрезы должен пройти в отверстие под minor: проверку соответствия фрезы запрошенной резьбе (форма зуба, шаг, глубина) платформа делает перед отправкой и блокирует шаг, если фреза физически такую резьбу не даёт.

Ограничение. Контур наружу — это ПОСЛЕДНИЙ шаг программы: после него деталь отделена от болванки и держится только тем, что вы под неё положили. Все отверстия и карманы делаются ДО отрезания контура, иначе деталь двинется под фрезой.

Что важно знать честно. Ширина фаски не задаётся — она следует из глубины и угла бита, как на станке. Параметр side (outer/inner) в этой операции только ПОДПИСЫВАЕТ смысл: V-бит ведётся по линиям контура без смещения на радиус фрезы, поэтому на G-code и превью side не влияет. Зенковка круглых отверстий этой операцией не выражается.

Отличие от фаски. В скруглении side МЕНЯЕТ G-code: генератор считает смещение фрезы по стороне, и знак у наружной кромки и у ранта кармана разный. Операция требует именно сферической фрезы; поддержана только верхняя кромка (edge: 'top'). Число проходов не задаётся — оно выводится из scallop.

Ограничение. Ширину канавки задать нельзя: у конуса она следует из глубины — глубже значит шире. Это ломаная, а не шрифт: текст надо подать точками пути, векторизации надписи в платформе нет.

Компенсация вершины резца — ЧАСТИЧНАЯ, и это важно знать до реза. При noseRadius > 0 поправка вносится по X (для чистого цилиндра точно, для конуса — приближение, ошибка растёт с углом уклона). По Z поправки НЕТ: настоящая компенсация требует знать ориентацию вершины резца, а карточка каталога её сегодня не хранит. Практическое следствие: на уступах останется угол, скруглённый радиусом вершины — это физика круглой вершины, а не дефект. noseRadius = 0 выключает компенсацию целиком.

Обработка 3+2: поворотный стол встаёт в позу и СТОИТ, дальше координаты отсчитываются по той грани, что смотрит вверх. Поза абсолютная и модальная — index({ b, c }) с прямыми углами (0 / ±90 / 180). Своего шага операция не даёт: поза уезжает в шапку следующих режущих шагов, а кадр разворота станок делает сам — отведёт фрезу, повернёт стол и встанет на паузу между гранями.

Пятикоординатная непрерывная обработка сложных поверхностей — не наша область и в платформе её нет. index — это позиционирование, а не одновременное движение пяти осей.

Программа:

Отверстие сверлится на 14 мм — на 2 мм глубже резьбы: чтобы было куда падать стружке и где закончить проход, не упираясь в дно. Глубина резьбы 12 мм = 1.5×D — норма полного зацепления в алюминии. Фаска входа отдельным шагом не идёт: её снимает сама резьбофреза параметром chamfer.

Первый шаг в G-code (эталонный вывод платформы, начало файла):

Читается по строкам: комментарий называет систему координат прямым текстом (ноль у ближнего левого угла болванки, верх — ноль Z); G54 берёт рабочее смещение станка; M6 T4 ставит слот 4, G43 H4 применяет его вылет из таблицы станка; M3 S11700 пускает шпиндель; дальше пе́ки по 1.5 мм с подъёмом на Z1.

Как проверить результат. Три уровня, по возрастанию цены ошибки: 3D-симуляция съёма в лаборатории (видно форму и остаточный материал) → предполётная цепочка проверок (ось, зона, шпиндель, фреза, материал, заготовка, программа — каждая с запасом в миллиметрах или об/мин, а не «да/нет») → прогон в режиме симуляции на станке, где стойка исполняет тот же файл без движения приводов.

• 3D-обработка произвольных поверхностей. Траектории по STL-модели свободной формы платформа не строит. Ближайшее, что есть, — террасный карман по изолиниям и waterline-финиш наклонной стенки.
• Непрерывная пятикоординатная обработка. Есть 3+2: развернули, зафиксировали, режем тремя осями.
• Автоподбор инструмента. Фрезу называет человек — см. справочник инструмента.
• Управление СОЖ из программы. Каналы охлаждения (заливка, туман, смазка) заводятся как роли обвеса станка и управляются с панели у станка; кодов включения СОЖ генераторы в программу не пишут.
• Оптимизация порядка обхода. Точки сверловки режутся в том порядке, в котором вы их перечислили: «строка за строкой» — модель оператора, и перестановкой ради экономии холостых ходов платформа её не ломает.

Наша область — параметрическая 2.5D-обработка с полной вертикалью от браузера до сервопривода, а не соревнование с тяжёлым CAM по мощности стратегий.