XYZC Lathe 3D Machining Simulation

Detailed technical documentation: 3D Volumetric Lathe Simulator with C and Y Axes (Vertex Engine — Version T)

Vertex Engine (Verze T) představuje špičkový simulační systém pro komplexní soustružnicko-frézovací centra (multitasking stroje) se systémem Fanuc. Na rozdíl od běžných drátových prohlížečů provádí tento modul v reálném čase fyzický volumetrický úběr materiálu přímo na úrovni vrcholů 3D sítě (Vertex Shading & Deformace). Podporuje souběžnou čtyřosou kinematiku (X, Y, Z, C), kompletní indexování 12polohové revolverové hlavy, axiální i radiální poháněné nástroje, zapichovací planžety a realistickou simulaci drsnosti povrchu na základě posuvu F.

1. Supported Fanuc syntax, axes and geometric commands

Command / Axis	Meaning	Function and behavior in the 3D simulator
G0 / G00	Rychloposuv	Rychlý prostorový přejezd. Pokud nástroj v režimu G0 zasáhne materiál, zbarví se výstražnou červenou barvou (indikace kolize).
G1 / G01	Lineární řezný úběr	Pracovní posuv s reálným odebíráním materiálu. Tool svítí zeleně. Podporuje současný pohyb ve všech 4 osách (kužele, čelní roviny, spirálové drážky na plášti).
G2 / G3	XZ circular interpolation	Kruhové dráhy CW (G2) a CCW (G3). Zadávání poloměrem `R` nebo středy `I, K`.
G28 / G30	Reference point return	Automatický odjezd nástrojové hlavy do výchozí polohy Start X a Start Z a srovnání vřetena na C0.
G90 / G91	Absolute / Incremental	Přepínání způsobu odměřování souřadnic.
G94 / G95	Feed mode	`G95`: posuv na otáčku (mm/ot, soustružení). `G94`: minutový posuv (mm/min, frézování poháněnými nástroji).
X and U	Radial axis (diameter)	X: Absolute průměr v mm. U: Inkrementální přírůstek na průměru.
Y	Cross milling axis	Pohyb kolmý na osu vřetena. Umožňuje přesné frézování plošek, klíčových drážek a čtyřhranů mimo osu obrobku.
Z and W	Longitudinal spindle axis	Z: Podélná poloha (Z0 na čele, záporné Z směřuje ke sklíčidlu). W: Inkrementální přísuv v ose Z.
C and H	Spindle rotary axis	C: Absolute úhel ve stupních (0–360° s automatickým hledáním nejkratší úhlové dráhy). H: Incremental úhel (např. `H90` pootočí o 90°; `H750` vytvoří vícenásobnou šroubovici).
,R / ,C / ,A	Přechodové prvky a úhly	Fanuc syntaxe: `,R` vloží tečné zaoblení rohu, `,C` provede sražení hrany, `,A` (nebo adresa F/A) dopočítá kužel podle zadaného úhlu ve stupních.
T (e.g. T0101)	Volba a výměna nástroje	Vyvolá nástroj z knihovny. Fyzicky pootočí revolverovou hlavu na příslušný slot (1–12) a aktivuje odpovídající geometrii břitu.

2. 3D Volumetric Vertex Engine — Realistic chip removal on a rotating part

Simulátor využívá vysoce optimalizovanou síť rozdělenou na tři provázané geometrie: válcový plášť (`meshOuter`), čelní stěnu (`meshCap`) a zadní upínací rovinu (`meshBack`):

Vlastní GLSL Shader a stěny děr: Čelní síť využívá zákaznický fragment shader s uniformy uLockZ, uLockXY a atributem aHoleWall. Tyto parametry přesně oddělují vyvrtané otvory od čelních kapes a zabraňují nežádoucímu natahování polygonů při hlubokém vrtání.
Čtyři kategorie nástrojů v knihovně:
- Soustružnický nůž (`turn`): Plná parametrizace ISO plátku – rádius špičky R, vrcholový úhel špičky (např. 55° pro DNMG, 80° pro CNMG), úhel sklonu těla (např. 93°) a orientace špičky (polohy kvadrantu 1 až 9).
- Fréza (`mill`): Poháněný nástroj s volbou orientace – Axial (vyložení v ose Z pro čelní tvary) nebo Radial (vyložení v ose X pro drážky a plošky na plášti).
- Radial zapichovák (`grooveRad`): Upichovací a zapichovací planžeta na vnějším průměru s nastavitelnou šířkou plátku, vyložením a rohovým rádiusem.
- Axial zapichovák (`grooveAx`): Tool pro čelní zápichy do materiálu.
Simulace povrchu dle posuvu (F): Při aktivaci volby SIMULATE SURFACE FROM FEED (F) simulátor dynamicky přepočítává prostorový krok diskretizace podle skutečně naprogramovaného posuvu. Malý posuv (např. $F0.05$) vytvoří dokonale hladký finální povrch, zatímco hrubovací posuv (např. $F0.3$) vykreslí reálné stopy po břitu nože.
Zachování geometrie při výměně nástroje: Funkce rebuildWorkpieceFromCurrentState při změně bloku T inteligentně zafixuje aktuální tvar polotovaru, takže další nástroj plynule navazuje na předchozí úběry.

3. Twelve-station turret (Turret Assembly)

Prostorový model hlavy: 3D scéna obsahuje detailní model revolverového disku (`turretCyl`) s 12 samostatnými držáky nástrojů a oboustranným číselným značením pozic 1 až 12.
Indexování nástrojů: Při načtení kódu nástroje (např. `T0101` -> slot 1, `T0404` -> slot 4) se celá hlava fyzicky pootočí do odpovídajícího úhlu a pracovní nůž se nastaví do osy záběru.
Pohyblivý suport: Tělo hlavy se v reálném čase pohybuje spolu s nástrojem v osách X, Y a Z, což umožňuje okamžitou vizuální kontrolu kolizí hlavy s obrobkem nebo sklíčidlem.

4. Playback controls and stock settings

Ovládání přehrávače:

|< RESET: Obnoví polotovar do původního stavu. PLAY / PAUSE: Spustí plynulou animaci obrábění. KROK >|: Provede posun přesně o jeden celý blok G-codeu.

Krokování dráhy (Jemnost):

Posuvník Krok XYZ (mm) (0.1–5.0 mm) a Krok Osy C (°) (0.1–5.0°) řídí prostorové vzorkování. Menší krok znamená maximální přesnost úběru, větší krok urychluje výpočet.

Rozměry polotovaru (Harmonika):

Rozbalovací box pro zadání výchozí kulatiny: Vnější D (průměr), Length Z- (vyložení ze sklíčidla) a Přídavek Z+ (přídavek na zarovnání čela).

Vizuální volby scény:

Výběr barvy kovu (`matColor`), barvy pozadí (`bgColor`), volba Do not change color (vypne zelené podbarvení při řezu) a posuvník Detail sítě (1–10) určující hustotu polygonů.

Režimy zobrazení a diagnostika:

HIDE GRID: Skryje podkladový rastr. HIDE TURRET: Ponechá na obrazovce pouze aktivní nůž. POINT DIAGNOSTICS: Zobrazí reálnou síť vertexů jako barevné body pro ladění geometrie.

Interaktivní skok (Fast-Forward):

Kliknutím na jakýkoliv řádek v editoru simulátor bleskově přepočítá úběr materiálu až k danému okamžiku a přesune nástrojovou hlavu do výsledné polohy.

5. Digital readout (live DRO) and preset views

Digitální ukazatel polohy (Live DRO): V pravém horním rohu plátna svítí přesné souřadnice špičky nástroje v reálném čase:
- X: Aktuální průměr obrobku v milimetrech.
- Y: Příčná poloha frézovací osy Y.
- Z: Podélná poloha podél osy vřetena.
- C: Úhel natočení vřetena ve stupních (0.0° až 360.0°).
Buttons rychlého náhledu: Okamžité přepnutí kamery na Default 3D (axonometric), Zhora (pohled do osy Y), Front (čelní pohled XY) nebo Side (pohled na průměr XZ).
3D Myš: Rotace scény levým tlačítkem, posun pohledu (Pan) pravým tlačítkem a plynulý zoom kolečkem myši.

Setup operator notice: Při kombinování soustružnických nožů a poháněných radiálních fréz vždy zkontrolujte polohu osy Y před zahájením soustružení. Před spuštěním cyklu s vřetenem musí být osa Y vycentrována na nule (Y0), aby nůž zabíral přesně na středové výšce obrobku.

CNC XYZC Lathe Simulator — 3D Volumetric Simulation (Vertex Engine)

VERTEX ENGINE - VERSION T