Управляющая программа для ЧПУ станка состоит из последовательности кадров и обычно начинается с символа начало программы (%) и заканчивается М02 или М30.

Каждый кадр программы представляет собой один шаг обработки и (в зависимости от ЧПУ) может начинаться с номера кадра (N1...N10 и т.д.), а заканчиваться символом конец кадра (;).

Кадр управляющей программы состоит из операторов в форме слов (G91, M30, X10. и т.д.). Слово состоит из символа (адреса) и цифры, представляющее арифметическое значение.

Адреса X, Y, Z, U, V, W, P, Q, R, A, B, C, D, E являются размерными перемещениям, используют для обозначения координатных осей, вдоль которых осуществляются перемещения.

Слова, описывающие перемещения, могут иметь знак (+) или (-). При отсутствии знака перемещение считается положительным.

Адреса I, J, K означают параметры интерполяции.

G - подготовительная функция.

M - вспомогательная функция.

S - функция главного движения.

F - функция подачи.

T, D, H - функции инструмента.

Символы могут принимать другие значения в зависимости от конкретного УЧПУ.

Подготовительные функции (G коды)

G00 - быстрое позиционирование.

Функция G00 используется для выполнения ускоренного перемещения режущего инструмента к позиции обработки или к безопасной позиции. Ускоренное перемещение никогда не используется для выполнения обработки, так как скорость движения исполнительного органа станка очень высока. Код G00 отменяется кодами: G01, G02, G03.

G01 - линейная интерполяция.

Функция G01 используется для выполнения прямолинейных перемещений с заданной скоростью (F). При программировании задаются координаты конечной точки в абсолютных значениях (G90) или приращениях (G91) с соответственными адресами перемещений (например X, Y, Z). Код G01 отменяется кодами: G00, G02, G03.

G02 - круговая интерполяция по часовой стрелке.

Функция GO2 предназначена для выполнения перемещения инструмента по дуге (окружности) в направлении часовой стрелки с заданной скоростью (F). При программировании задаются координаты конечной точки в абсолютных значениях (G90) или приращениях (G91) с соответственными адресами перемещений (например X, Y, Z).

Код G02 отменяется кодами: G00, G01, G03.

G03 - круговая интерполяция против часовой стрелки.

Функция GO3 предназначена для выполнения перемещения инструмента по дуге (окружности) в направлении против часовой стрелки с заданной скоростью (F). При программировании задаются координаты конечной точки в абсолютных значениях (G90) или приращениях (G91) с соответственными адресами перемещений (например X, Y, Z).

Параметры интерполяции I, J, K, которые определяют координаты центра дуги окружности в выбранной плоскости, программируются в приращениях от начальной точки к центру окружности, в направлениях, параллельных осям X, Y, Z соответственно.

Код G03 отменяется кодами: G00, G01, G02.

G04 - пауза.

Функция G04 - команда на выполнение выдержки с заданным временем. Этот код программируется вместе с X или Р адресом, который указывает длительность времени выдержки. Обычно, это время составляет от 0.001 до 99999.999 секунд. Например G04 X2.5 - пауза 2.5 секунды, G04 Р1000 - пауза 1 секунда.

G17 - выбор плоскости XY.

Код G17 предназначен для выбора плоскости XY в качестве рабочей. Плоскость XY становится определяющей при использовании круговой интерполяции, вращении системы координат и постоянных циклов сверления.

G18 - выбор плоскости XZ.

Код G18 предназначен для выбора плоскости XZ в качестве рабочей. Плоскость XZ становится определяющей при использовании круговой интерполяции, вращении системы координат и постоянных циклов сверления.

G19 - выбор плоскости YZ.

Код G19 предназначен для выбора плоскости YZ в качестве рабочей. Плоскость YZ становится определяющей при использовании круговой интерполяции, вращении системы координат и постоянных циклов сверления.

G20 - ввод дюймовых данных.

Функция G20 активизирует режим работы с дюймовыми данными.

G21 - ввод метрических данных.

Функция G21 активизирует режим работы с метрическими данными.

G40 - отмена коррекции на радиус инструмента.

Функция G40 отменяет действие автоматической коррекции на радиус инструмента G41 и G42.

G41 - левая коррекция на радиус инструмента.

Функция G41 применяется для включения автоматической коррекции на радиус инструмента находящегося слева от обрабатываемой поверхности (если смотреть от инструмента в направлении его движения относительно заготовки). Программируется вместе с функцией инструмента (D).

G42 - правая коррекция на радиус инструмента.

Функция G42 применяется для включения автоматической коррекции на радиус инструмента находящегося справа от обрабатываемой поверхности (если смотреть от инструмента в направлении его движения относительно заготовки). Программируется вместе с функцией инструмента (D).

G43 - коррекция на положение инструмента.

Функция G43 применяется для компенсации длинны инструмента. Программируется вместе с функцией инструмента (H).

G52 - локальная система координат.

СЧПУ позволяет устанавливать кроме стандартных рабочих систем координат (G54-G59) еще и локальные. Когда СЧПУ станка выполняет команду G52, то начало действующей рабочей системы координат смещается на значение указанное при помощи слов данных X, Y и Z. Код G52 автоматически отменяется с помощью команды G52 ХО YO Z0.

G54 - G59 - заданное смещение.

Смещение рабочей системы координат детали относительно системы координат станка.

G68 - вращение координат.

Код G68 позволяет выполнить поворот координатной системы на определенный угол. Для выполнения поворота требуется указать плоскость вращения, центр вращения и угол поворота. Плоскость вращения устанавливается при помощи кодов G17, G18 и G19. Центр вращения устанавливается относительно нулевой точки активной рабочей системы координат (G54 - G59). Угол вращения указывается при помощи R. Например: G17 G68 X0. Y0. R120.

G69 - отмена вращения координат.

Код G69 отменяет режим вращения координат G68.

G73 - высокоскоростной цикл прерывистого сверления.

Цикл G73 предназначен для сверления отверстий. Движение в процессе обработки происходит на рабочей подаче с периодическим выводом инструмента. Движение в исходное положение после обработки идет на ускоренной подаче.

G74 - цикл нарезания левой резьбы.

Цикл G74 предназначен для нарезания левой резьбы метчиком. Движение в процессе обработки происходит на рабочей подаче, шпиндель вращается в заданном направлении. Движение в исходное положение после обработки идет на рабочей подаче с обратным вращением шпинделя.

G80 - отмена постоянного цикла.

Функция, которая отменяет любой постоянный цикл.

G81 - стандартный цикл сверления.

Цикл G81 предназначен для зацентровки и сверления отверстий. Движение в процессе обработки происходит на рабочей подаче. Движение в исходное положение после обработки идет на ускоренной подаче.

G82 - сверление с выдержкой.

Цикл G82 предназначен для сверления и зенкования отверстий. Движение в процессе обработки происходит на рабочей подаче с паузой в конце. Движение в исходное положение после обработки идет на ускоренной подаче.

G83 - цикл прерывистого сверления.

Цикл G83 предназначен для глубокого сверления отверстий. Движение в процессе обработки происходит на рабочей подаче с периодическим выводом инструмента в плоскость отвода. Движение в исходное положение после обработки идет на ускоренной подаче.

G84 - цикл нарезания резьбы.

Цикл G84 предназначен для нарезания резьбы метчиком. Движение в процессе обработки происходит на рабочей подаче, шпиндель вращается в заданном направлении. Движение в исходное положение после обработки идет на рабочей подаче с обратным вращением шпинделя.

G85 - стандартный цикл растачивания.

Цикл G85 предназначен для развертывания и растачивания отверстий. Движение в процессе обработки происходит на рабочей подаче. Движение в исходное положение после обработки идет на рабочей подаче.

G86 - цикл растачивания с остановкой вращения шпинделя.

Цикл G86 предназначен для растачивания отверстий. Движение в процессе обработки происходит на рабочей подаче. В конце обработки происходит остановка шпинделя. Движение в исходное положение после обработки идет на ускоренной подаче.

G87 - цикл растачивания с отводом вручную.

Цикл G87 предназначен для растачивания отверстий. Движение в процессе обработки происходит на рабочей подаче. В конце обработки происходит остановка шпинделя. Движение в исходное положение после обработки идет вручную.

G90 - режим абсолютного позиционирования.

В режиме абсолютного позиционирования G90 перемещения исполнительных органов производятся относительно нулевой точки рабочей системы координат G54-G59 (программируется, куда должен двигаться инструмент). Код G90 отменяется при помощи кода относительного позиционирования G91.

G91 - режим относительного позиционирования.

В режиме относительного (инкрементального) позиционирования G91 за нулевое положение каждый раз принимается положение исполнительного органа, которое он занимал перед началом перемещения к следующей опорной точке (программируется, на сколько должен переместиться инструмент). Код G91 отменяется при помощи кода абсолютного позиционирования G90.

G94 - скорость подачи в дюймах/миллиметрах в минуту.

При помощи функции G94 указанная скорость подачи устанавливается в дюймах за 1 минуту (если действует функция G20) или в миллиметрах за 1 минуту (если действует функция G21). Программируется вместе с функцией подачи (F). Код G94 отменяется кодом G95.

G95 - скорость подачи в дюймах/миллиметрах на оборот.

При помощи функции G95 указанная скорость подачи устанавливается в дюймах на 1 оборот шпинделя (если действует функция G20) или в миллиметрах на 1 оборот шпинделя (если действует функция G21). Т.е. скорость подачи F синхронизируется со скоростью вращения шпинделя S. Код G95 отменяется кодом G94.

G98 - возврат к исходной плоскости в цикле.

Если постоянный цикл станка работает совместно с функцией G98, то инструмент возвращается к исходной плоскости в конце каждого цикла и между всеми обрабатываемыми отверстиями. Функция G98 отменяется при помощи G99.

G99 - возврат к плоскости отвода в цикле.

Если постоянный цикл станка работает совместно с функцией G99, то инструмент возвращается к плоскости отвода между всеми обрабатываемыми отверстиями. Функция G99 отменяется при помощи G98.

G-код (УП) можно создать вручную или автоматизировано в таких программах, например, как ArtCam .

На исполнение G-код запускается в программах управления станком Mach3 и KCam .

Управляющая программа для станка с ЧПУ – составляющая станочного оборудования с числовым программным управлением. С ее помощью обеспечивается автономная или полуавтономная обработка заготовок. Этот компонент позволяет получить качественное и точное изготовление деталей, имеющих сложные формы. Разработка управляющей программы требует специальных навыков.

Предназначение

Управляющая программа обеспечивает контроль над станками на числовом программном управлении. без необходимости постоянного слежения. Она представляет собой комплекс команд, которые подаются рабочему оборудованию.

При помощи команд:

• перемещаются инструменты;
• перемещаются заготовки;
• контролируется скорость обработки.

Написание программы осуществляется под конкретные заготовки. Для ее создания необходимо установить на компьютер специальную программу. Наличие подобного софта позволит создать методики контроля самостоятельно при наличии базовых навыков.

Программное управление бывает дискретным и контурным. Первый вариант используется для обработки заготовок с простыми формами. Он позволяет выполнить базовые функции. УП второго типа предназначен для сложной обработки. Он чаще всего используется на токарных и . Обработка осуществляется в зависимости от характеристик конкретного прибора. На их основе выполняются заданные функции.

Чтобы создать технологическую операцию, необходимо получить информацию о:

• поверхности детали;
• рабочих инструментах;
• величине припуска;
• числе проходов для каждой поверхности;
• режиме резания.

Также необходимо запомнить, в каком положении инструменты находились изначально, и по какой траектории они будут двигаться. Определение траектории вычисляется на основе координат опорных точек.

При помощи управляющей программы можно выполнить:

• токарные работы;
• фрезеровку;
• шлифовальные работы.

Софт может использоваться для нескольких задач сразу.

Его можно скачать в интернете бесплатно, или же воспользоваться платными приложениями. Платные приложения могут отличаться наличием дополнительных возможностей.

Создание

Методика создания УП включает несколько этапов. На первом этапе создания управляющей программы строится цифровая модель изделия. После этого проводится программный анализ. С его помощью модель можно разделить на точки, чтобы разработать систему координат. По ней будут двигаться инструменты и заготовка в ходе работы.

Создать программу без трехмерной модели изделия не получится. Данная задача выполняется специалистом. Также уже готовые модели можно скачать в интернете, но нет гарантии, что они подойдут для нужной работы.

При изготовлении программ для станков с ЧПУ можно использовать системы автоматизированного программирования, самыми популярными из которых являются:

• AutoCAD;
• NanoCAD;
• T-FlexCAD;
• ArtCam;
• SolidWorks.

При помощи программного обеспечения можно изменить характеристики будущего изделия. Чем больше будет собранного информации, тем более точной будет обработка. На завершающем этапе разрабатываются управляющие команды, которые будут объединены в файл.

Обработкой файла будет заниматься процессор. Информация с файла считывается последовательно. Поэтому команды выполняются друг за другом. Программу легко записать на обычном компьютере и подключить ее при помощи флешки. Затем она будет записана в память компьютера, управляющего станком, и использовать ее не понадобится. С самой программой можно будет осуществлять серийную разработку деталей.

Основной составляющей управляющих программ является G-код. Он состоит из числовых символов. Символы числовой системы могут быть различными командами:

• технологическими;
• геометрическими;
• подготовительными;
• вспомогательными.

Первый тип отвечает за определение рабочего инструмента, скорость обработки, включение и выключение прибора. Второй тип определяет и контролирует заданные координаты. Третий тип позволяет программе управлять станком, а также задает режимы производства. Последний тип включает и выключает отдельные механизмы. Разобраться в коде может технолог-программист.

При покупке оборудования следует инструкция, в которой указано, как правильно создавать числовое программное управление, и использовать различные типы команд.

Виды программ

При создании программы для станков необходимо учесть целый комплекс вопросов:

• на каких оборотах способен работать шпиндель;
• на каких скоростях он может работать;
• с какой производительностью способен работать станок;
• насколько может перемещаться рабочий инструмент;
• сколько инструментов может использовать станок.

Большинство вопросов связаны с характеристиками станка. Для определения необходимых данных достаточно воспользоваться инструкцией, которая следует вместе с оборудованием при его покупке. Некоторые управляемые станки могут иметь дополнительные функции. Их также нужно учитывать при программировании, иначе обработка может осуществляться неточно. Список дополнительных функций также имеется в инструкции.

Не существует универсальных программ для передачи команд станку. Список самых востребованных состоит из программ для:

• разработки трехмерных моделей;
• быстрого просмотра и редактирования трехмерных моделей;
• конвертации файлов из одного формата в другой;
• создания и предварительного просмотра УП;
• выполнения задач на станке.

Управляющие программы позволяют станкам изготовлять сложные изделия. Детали со сложной формы могут быть изготовлены из древесины, металла, камня. На специальных станках можно обработать менее используемые материалы.

Преимущества

Управляющая программа помогает упросить производственный процесс в несколько раз. На станках с ЧПУ не требуется больше одного , и работает по простой методике. УП экономят время и повышают точность обработки.

Они используются при:

• изготовлении рекламных баннеров;
• дизайнерском оформлении помещения;
• порезке и раскрое листового материала;
• изготовлении сувенирных изделий.

При помощи современных приложений составить управляющую программу может человек, не имеющий образования в области программирования. Благодаря поддержке различных операционных систем, запустить УП можно практически на любом компьютерном устройстве, связанным со станком с системой числового программного управления. Недостаток программных приложений заключается в периодическом возникновении ошибок.

Виды ошибок

Ошибки возникают чаще всего при разработке УП для обработки деталей, имеющих сложные формы. Наиболее частой причиной является недостаточная подготовка оператора-программиста. Поэтому УП должны разрабатываться подготовленными сотрудниками.

Ошибки бывают трех типов:

• герметического;
• технологического;
• перфорационного.

Первый вид ошибок возникает на этапе расчетов. В большинстве случаев они связаны с нарушением параметров заготовки, вычислении координат опорных точек, определения положения рабочих инструментов станочного прибора.

Технологические ошибки возникают, когда станок настраивается. Их причина заключается в неправильно заданной скорости, параметров обработки, и других команд, задаваемых для оборудования с ЧПУ. Третий тип ошибок возникает в перфорированной ленте или перфораторе.

Современное машиностроительное производство трудно представить без станков с числовым программным управлением. Сегодня они широко применяются как на промышленных гигантах, так и на малых предприятиях. Несомненно, что успешное развитие машиностроительной промышленности невозможно без активного использования оборудования с ЧПУ и автоматизации производства.

Увеличение парка станков с ЧПУ приводит к повышению требований к технологической подготовке производства, в том числе к качеству разработки управляющих программ (УП).

Сегодня все основные разработчики САПР в составе своих программных комплексов предлагают модули для разработки УП для станков с ЧПУ. К достоинствам этих модулей можно отнести то, что, будучи интегрированными в системы автоматизированного проектирования и соответственно обеспечивая корректный обмен моделями между конструкторскими и технологическими модулями, они позволяют успешно разрабатывать УП для основных видов металлообрабатывающего оборудования со стандартными технологическими возможностями - для фрезерных, токарных и электроэрозионных станков. Недостатками же многих систем являются необходимость в высокой квалификации технологов для работы в CAM-системе, зачастую неинформативный интерфейс пользователя, необходимость выполнения многочисленных ручных операций, недостаточно развитые функции диагностики программ на предмет выявления ошибок, ограниченные возможности создания УП для наиболее современных или уникальных видов оборудования.

Решить все эти проблемы взялись разработчики специализированного программного обеспечения (ПО). Например, для проверки и оптимизации УП инженерно-консалтинговая компания СОЛВЕР (SOLVER) предлагает применять программный комплекс Vericut фирмы CGTech (США), позволяющий сократить время обработки на 30-50% .

Кроме того, на рынке программных продуктов для производства предлагается ПО для автоматизированной подготовки УП, о котором мы расскажем подробнее.

PartMaker: автоматизированная разработка УП

Для автоматизированной разработки УП для металлообрабатывающего оборудования с ЧПУ фирма СОЛВЕР предлагает (впервые в России) использовать программный комплекс PartMaker от компании IMCS (США). Наряду с подготовкой УП для традиционной группы металлообрабатывающих станков (токарных, фрезерных и электроэрозионных) это современное и эффективное ПО дает возможность разрабатывать программы для наиболее современного и уникального оборудования, в том числе для станков-автоматов продольного точения (SwissType) и многоцелевых токарно-фрезерных центров.

Модульная структура PartMaker позволяет приобретать лишь то ПО, которое является для предприятия актуальным на данный момент, и дооснащать программный комплекс новыми модулями по мере необходимости. В ПО входят пять основных модулей для разработки УП:

Для станков-автоматов продольного точения - SwissCAM;

Для токарно-фрезерных станков - Turn-Mill;

Для токарных станков — Turn;

Для фрезерных станков — Mill;

Для электроэрозионных станков - Wire EDM.

Удобный интерфейс пользователя: легкое освоение ПО, быстрая разработка УП

Основным достоинством PartMaker является простота создания и проверки УП. ПО работает под управлением Windows. Для упрощения и ускорения процессов разработки УП используется система графических и текстовых подсказок. Кроме того, в PartMaker применяется база данных обработки, позволяющая накапливать производственный опыт об использовании металлорежущего инструмента, режимах резания, а также о повторяющихся операциях. Все это облегчает освоение ПО и позволяет технологу (а не программисту) быстро пройти обучение и начать разрабатывать качественные программы.

Для программирования в PartMaker применяется современная методика визуального программирования . Детали со сложной обработкой разбиваются на группы плоскостей и поверхностей вращения, а при помощи картинок-подсказок выбирается нужный вид обработки. Стратегия обработки устанавливается пользователем. Например, можно выполнить полный цикл обработки одной поверхности, а затем перейти к обработке другой или же обработать все поверхности одним инструментом, заменить его следующим (согласно разработанной технологии) и снова обработать все поверхности.

Визуализация обработки возможна как на этапах создания технологических переходов, так и у всей программы в целом. Имитация процессов обработки осуществляется на экране компьютера с динамической трехмерной демонстрацией удаления материала. Есть возможность поворота, масштабирования и изменения точки и панорамы наблюдения. При этом можно наблюдать одновременную работу нескольких инструментов, а также процесс передачи детали в противошпиндель. Для заготовки возможно задание режима полупрозрачности, а также создание разреза, позволяющего увидеть процесс обработки внутренних полостей или закрытых зон. При четырехкоординатной обработке можно наблюдать вращение заготовки вокруг инструмента. Для автоматов продольного точения ПО моделирует перемещения прутка внутри направляющей люнетной втулки, позволяя увидеть реальный процесс обработки, происходящий на станке.

В PartMaker есть свой встроенный графический редактор для создания математических моделей обрабатываемых деталей с помощью графических примитивов (точек, линий, дуг, фасок и т.п.). Интерфейс пользователя разработан таким образом, чтобы максимально облегчить и ускорить процесс создания геометрии моделей. Этому способствуют и стандартные команды Windows: «Копировать», «Вырезать», «Вставить» и т.д. Предусмотрена возможность выполнения таких корректирующих операций, как сдвиг и поворот изображения. Кроме того, возможен импорт в PartMaker двумерных моделей в формате DXF и трехмерных моделей из любой системы CAD/CAM, включая Pro/Engineer, AutoCAD, SolidWorks, Unigraphics и др. При необходимости импортированные модели могут быть доработаны технологом, а затем возвращены обратно в систему конструирования.

Разработка УП для механической обработки

Программирование механической обработки в PartMaker ведется по технологическим переходам в зависимости от вида обработки (токарной или фрезерной), в том числе для токарно-фрезерных центров и автоматов продольного точения, и включает следующие возможности:

2-осевое фрезерование с 3-осевым позиционированием инструмента, обработка карманов с любым количеством выступов, с учетом попутного или встречного фрезерования, а также с введением режима коррекции;

Контурное фрезерование;

2.1. Устройство системы чпу 2р22

Система ЧПУ 2Р22 предназначена для выдачи управляющей программы (УП) на исполнительные органы токарных станков. Эта система выполняет следующие функции: ввод управляющей программы с клавиатуры пульта управления или программоносителя; отработку и редактирование управляющей программы непосредственно на станке; составление управляющей программы по образцу, когда обработка первой детали ведется в ручном, а обработка последующих деталей – в автоматическом режиме; ввод постоянных циклов в диалоговом режиме; использование сложных циклов многопроходной обработки; вывод управляющей программы на программоноситель и выполнение ряда других функций.

Более развитое по сравнению с системой ЧПУ «Электроника НЦ-31» функциональное программное обеспечение, хранящееся в постоянной памяти устройства, включение в него сложных циклов многопроходной обработки позволяют уменьшить объем вводимой информации и упростить составление управляющей программы.

Техническая характеристика системы ЧПУ 2Р22 приведена в табл. 2.

Таблица 2

Техническая характеристика устройства ЧПУ 2Р22

Продолжение табл. 2

Способ задания размеров в программе	В абсолютной и относительной системе
Максимальное программируемое перемещение, мм
Режим работы	Автоматический, ручной, ввод данных, поиск кадра, редактирование, режим диалога при формировании УП по кадрам, выход в исходную точку и др.
Тип устройства для ввода данных	Фотосчитывающее устройство (ФСУ), клавиатура пульта управления (ПУ), кассетный накопитель на магнитной ленте
Тип устройства для хранения УП и управления ЧПУ, программы электроавтоматики и программы привязки системы к станку	Постоянное программируемое запоминающее устройство (ППЗУ)
Время хранения информация в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ), час.
Коррекция:
частоты вращения шпинделя	14–40 % с шагом 10%
рабочих подач	0–12 % с шагом 1 %
Индикация данных	На блоке отображения символьной информации (БОСИ)
Типы управляемых приводов:
главного движения	Регулируемый
	Следящий
Предельные значения скоростей рабочего органа (РО), мм/мин:
рабочих подач	До 5000 (при нарезании резьбы до 10000)
холостых перемещений

Окончание табл. 2

Соседние файлы в папке Учебники

studfiles.net

Разработка управляющих программ для станков с ЧПУ, страница 5

Разработка управляющих программ для оборудования с ЧПУ заключается не только в определении геометрии обрабатываемого профиля детали и расчёта траектории движения инструмента относительно детали. Этот процесс требует знаний и опыта в выборе режущих инструментов (особенно для многоцелевых станков, где часто необходимо автоматически менять большое число режущих инструментов), методов размещения, базирования и закрепления заготовки на станке, определения скоростей вращения шпинделя и величин подач, назначения глубины резания для каждого прохода и т.п. И, конечно же, требуется хорошее знание оборудования, для которого разрабатывается УП. Каждый станок имеет свои особенности, как в конструкции его механических узлов, так и в системе управления. Поэтому перед тем, как приступить к разработке управляющей программы, необходимо тщательно проработать инструкции по программированию и обслуживанию, предоставляемые производителем данного станка. Хорошо изучить подготовительные функции G и вспомогательные команды М, реализуемые системой управления данного станка, какие функции работают по умолчанию, то есть активизируются в момент включения системы управления, а какие функции требуют особого вызова.

(В конце данной главы представлена некоторая информация по стандартным подготовительным функциям G и вспомогательным командам М, используемым на подавляющем числе современных станков с ЧПУ).

Ранее уже описывались методы выбора системы координат и нулевой точки на детали, так же как и представление размерной информации на чертеже детали (например, необходимость пересчёта координат опорных точек, представление их в абсолютной или относительной системе отсчёта, переработка информации в табличную форму и т.п.).

Рассмотрим теперь, какую ещё информацию необходимо иметь для программирования обработки детали на станке с ЧПУ. Относительно детали это:

· Размер заготовки;

· Закрепление детали на станке.

· Материал детали;

· Припуск на обработку;

· Заданная шероховатость поверхности;

· Заданный допуск на обработку различных элементов детали;

· Жёсткость детали;

Размер заготовки должен быть в пределах допуска, предусмотренного для данного случая. Если это не так, необходимо предусмотреть предварительную операцию, может быть с применением какого-либо универсального оборудования, для удаления излишнего припуска.

Перед установкой и закреплением детали на станке с ЧПУ желательно подготовить её базовые поверхности, например, торец и две кромки, которые могли бы быть использованы для точного базирования детали в приспособлении или непосредственно на столе станка. Некоторые современные станки, особенно многоцелевые станки, имеющие автоматическую смену инструмента с инструментальным магазином, позволяют осуществлять автоматический контроль качества базирования детали на станке путём ощупывания по программе определённых определяющих поверхностей на детали щупом измерительной головки, которая в нужный момент перед обработкой автоматически устанавливается в шпиндель станка. После ощупывания, специальная программа системы управления определяет фактическую систему координат детали и её расположение относительно системы координат станка. В результате рассчитываются необходимые смещения по координатным осям станка используемые для введения коррекций в управляющую программу.

Материал обрабатываемой детали определяет эффективную скорость резания, выбор и тип охлаждающей жидкости, скорость подачи о геометрию инструмента. При программировании необходимо использовать соответствующие вспомогательные команды (например, включение или отключение охлаждающей жидкости и т.п.)

Для удаления припуска, с точки зрения экономики, желательно назначать как можно меньшее число проходов. В идеальном случае это два прохода – один черновой, а второй чистовой. Однако число проходов зависит от прочности режущего инструмента, материала и конфигурации детали, а также от мощности привода станка. 26

Заданная шероховатость поверхности и допуск на обработку отдельных элементов детали в большой степени определяют технологический процесс. Кроме того, они влияют на параметры интерполяции заданного контура.

Жёсткость детали оказывает большое влияние на способ закрепления детали, выбор конструкции и места расположения зажимных устройств. Определяя место расположения зажимных устройств надо учитывать траекторию движения инструмента в процессе обработки различных поверхностей детали.

2.2.3. Адресная система записи управляющих программ.

Составление программ для систем, предназначенных для работы со станками типа “обрабатывающие центры”, проводится в соответствии с рекомендациями, выработанными Международной организацией по стандартизации (IS0) и принятыми в нашей стране.

Подготовка управляющих программ может осуществляться или в ручном режиме, или с помощью систем автоматизации программирования (САП), или в диалоговом режиме непосредственно на станке, или с применением систем CAD/CAM. Однако в любом случае управляющая программа в конечном виде представляется в коде ISO.

Данный код основан на двоично-десятичной системе счисления, где каждый десятичный разряд выражается какими-либо двоичными знаками (в одной строке перфоленты), а отдельные разряды располагаются последовательно (по строкам), как в десятичной системе счисления.

Кроме того, стандарт предполагает использование по кадровой записи информации, когда в одном блоке на участке перфоленты (называемом кадром) записывается вся информация, относящаяся к перемещению из одной опорной точки до другой. Иногда кадр несёт только технологическую информацию для выполнения каких-либо команд без перемещения.

vunivere.ru

Разработка управляющих программ для станков с ЧПУ, страница 2

Операционная карта содержит описание переходов с указанием оборудования, оснастки и режимов резания. В ней же указываются взаимное расположение базовых поверхностей детали, зажимного приспособления и инструмента при описании различных установок и переходов.

Карта наладки станка содержит: номер чертежа и наименование детали; модель станка с ЧПУ; номер управляющей программы; тип и материал заготовки; шифр приспособлений для зажима заготовки и силу её зажима; координаты исходных положений рабочих органов станка; диапазон частот вращения шпинделя; указания о включении охлаждения; шифр инструментов с указанием номеров их позиций и блоков коррекций. В карте наладки приводится эскиз, поясняющий схему крепления заготовки для данной установки на станке.

Карта наладки инструмента используется при настройке инструментальных блоков вне станка и установки их на станке в соответствии с выбранной наладкой /в соответствующие гнёзда инструментального магазина при его наличии на станке/. 14

Имея все необходимые элементы, приступают к наладке станка, которая включает в себя следующие процедуры:

1. Установка зажимного приспособления на станке и закрепление в нём детали.

2. Подбор, согласно карте наладки, режущего инструмента и вспомогательной оснастки для крепления инструмента. Проверка состояния инструмента и монтаж инструментальных блоков.

3. Совмещение координат детали, приспособления, инструмента и станка. Выставка нулевых точек.

4. Размерная настройка режущего инструмента, если она не была выполнена на специальном устройстве вне станка. Ввод необходимых коррекций на размер инструмента с помощью специальных корректоров, расположенных на пульте управления.

5. Ввод управляющей программы. Если устройство оснащено оперативной системой ЧПУ на микропроцессоре, то программу вводят с пульта управления без промежуточного программоносителя.

После завершения всех наладочных операций приступают к проверке УП на станке. Сначала программу прогоняют в «Холостом режиме» без обработки детали. Некоторые системы ЧПУ позволяют осуществить прогон программы на ускоренном ходу, значительно сокращая общее время проверки УП. При этом проверяется правильность выбора нулевых точек, выполнения технологических команд, правильность выполнения вспомогательных движений, отсутствие ошибок в перфоленте.

После устранения всех обнаруженных ошибок приступают к пробной обработке детали. Сначала обработку проводят в покадровом режиме, т.е. после выполнения всех движений и команд, заданных в кадре, автоматический режим прерывается и станок останавливается. Вызов следующего кадра осуществляется оператором с пульта управления только после проверки правильности отработки предыдущего кадра и введения необходимых коррекций. При такой проверке выявляются все возможные ошибки, включая ошибки в задании технологических режимов резания, величины скорости подачи, частоты вращения шпинделя, глубины резания и т.п.

В случае обработки сложной и дорогостоящей заготовки, отработку программы проводят на деревянной или пластмассовой модели. Первую обработанную деталь тщательно замеряют и по результатам контроля в программу вносят необходимые коррекции.

Завершается последовательность подготовки программы и подготовки производства запуском в обработку всей партии деталей.

Наиболее важным этапом во всей данной функциональной схеме является этап «Расчёт программы», который включает в себя следующие процедуры:

1. Выбор системы координат. Выбранная система координат служит для пересчёта всех размеров заданных на чертеже детали, в координаты опорных точек её контура. При выборе системы координат детали для упрощения вычислений предпочтительно координатные плоскости совмещать с поверхностями технологических баз или располагать их параллельно. Координатные оси лучше совмещать с размерными линиями, относительно которых проставлено наибольшее число размеров или с осями симметрии. Если деталь симметрична, рационально использовать ось симметрии в качестве одной из осей системы координат. Направление координатных осей желательно выбирать таким же, как и в системе координат станка.

2. Расчёт опорных точек на контуре детали (рис. 2.2 а, 2.2 б). Опорными точками являются точки, где меняется математический закон, описывающий заданный контур. Это точки пересечения, начала или конца геометрических элементов. Как правило, расчёт контура детали выполняется по середине поля допуска на размер или по номинальному размеру, с последующим вводом коррекции на этот программируемый размер с пульта управления системы в зависимости от результатов замера обработанной детали.

3. Расчет эквидистанты (рис.2.2в.). Траектория инструмента рассчитывается для определенной его точки: для концевой фрезы это центр основания, а для резцов - центр закругления при вершине. Траектория центра инструмента в плоскости обработки представляет собой эквидистанту, т.е. геометрическое место точек, равноудалённых от контура детали на расстояние, равное радиусу инструмента. Опорные точки на эквидистанте определяются по уже рассчитанным координатам опорных точек на профиле детали.

В некоторых случаях эквидистанта может рассчитываться непосредственно по размерам на чертеже детали, без предварительного расчёта опорных точек на профиле детали.

Рис. 2.2 а. Чертёж детали

Рис. 2.2.б Определение опорных точек на контуре детали и расчёт их координат.

Рис. 2.2. в. Построение эквидистанты и пересчёт координат опорных точек на эквидистанте.

vunivere.ru

Лекция - Основные принципы разработки управляющих программ для оборудования с ЧПУ - файл 1.doc

Лекция - Основные принципы разработки управляющих программ для оборудования с ЧПУ (534.5 kb.)Доступные файлы (1):

1.doc

535kb.

16.11.2011 08:22

содержаниеАвтор: Гаик Рафаэлович Сагателян (МГТУ им. Баумана) Электр. Версия черчение в Компас: Коренчук ИванОсновные принципы разработки управляющих программдля оборудования с ЧПУ Под ЧПУ оборудования понимают управление при помощи программ, заданных в алфавитно-числовом коде.При обработке на станках с ЧПУ инструмент перемещается по задаваемым в программе траекториям.При этом, например, для токарных станков программируется перемещение вершины резца, а для фрезерных – перемещение оси фрезы.Ось фрезы перемещается по эквидистанте, т. е. линии или поверхности, отстоящей от обрабатываемой поверхности на постоянную величину, равную радиусу фрезы.

1. требуемый контур детали;
2. эквидистанта;
3. фреза.

Программируются две подачи. На обрабатываемом контуре выделяются опорные точки, которые представляют собой те точки контура, в которых он изменяет свой характер (точки 4, 5, 6, 7).ЭВМ, встроенная в систему ЧПУ производит аппроксимацию перемещений рабочих органов оборудования. В частности аппроксимирует окружность ломаной линией (между точками 6 и 7). Поэтому существует погрешность .Оборудование с ЧПУ снабжено либо шаговыми двигателями, либо двигателями постоянного тока (тиристорными).

Пусть Nx и Ny – количество импульсов по осям X и Y соответственно, тогда

,
,

где х и у – цены импульсов (дискреты), лежащие обычно в пределах 0,0050,01 мм.

Шаговые двигатели являются низкомоментными и в станках не используются. В станках используются двигатели постоянного тока, для которых необходимо вычислить скорость перемещения вдоль осей координат:

,
,

где
– время перемещения по прямой в данной точке аппроксимации, [с], ^ – скорость подачи, [мм/мин], l – длина участка аппроксимации в данной точке, причем

Структура систем ЧПУ

Структура СЧПУ без обратной связи выглядит следующим образом:

1. программоноситель;
2. дешифратор (устройство считывания);
3. промежуточное устройство (запоминающее);
4. силовой привод.

Структура СЧПУ с обратной связью: 1, 2, 3- аналогично устройству без обратной связи (см. предыдущий рисунок);

1. сравнивающее устройство;
2. усилитель;
3. привод;
4. датчик обратной связи.

Поскольку управление в СЧПУ происходит по нескольким каналам, в целом структура СЧПУ имеет следующий вид: БТК - блок технологических команд

1. программоноситель;
2. магнитная головка;
3. электронный блок;
4. каналы (управляющие перемещением технологического оборудования и канал для команд);
5. привод главного движения;
6. двигатель подачи СОЖ;
7. двигатель насоса гидросистемы станка;
8. усилители;
9. силовые приводы (двигатели постоянного тока);
10. датчики обратной связи;
11. рабочие органы станка;
12. ходовые винты.

Разновидности СЧПУ

Различают позиционные и контурные СЧПУ. Позиционные СЧПУ управляют только перемещением рабочих органов в те или иные точки. Например, при сверлении отверстий в печатных платах необходимо задавать только координаты отверстий. Контурные СЧПУ обеспечивают требуемую скорость в процессе перемещения от одной позиции к другой. Эта скорость является скоростью подачи. В обозначениях металлорежущих станков предусмотрена возможность указания на тип применяемого СЧПУ. В конце обозначения указывается:…Ц – цикловое программное управление, управляющими элементами яв-ляются концевые переключатели, упоры и т. д.…Ф1 – станок снабжен цифровой индикацией положения инструмента.…Ф2 – позиционная СЧПУ.…Ф3 – контурная СЧПУ.…Ф4, …Ф5 – обрабатывающие центры (ОЦ) – многооперационные станки с позиционным и контурным СЧПУ соответственно. Также в обозначении станков присутствуют буквы Р и М. Р – револьверная головка (например, РФ3).М – оборудование снабжено магазином элементов, что характерно для ОЦ.

Номенклатуру инструмента для станков c ЧПУ (см. табл. 1 – 5) составляют на базе статистического анализа форм и размеров изготовляемых деталей и технологических возможностей станков. В конкретных условиях обработки можно применять и другие инструменты (инструментальные материалы). Для обработки отверстий используют сверла и расточные резцы ограниченной номенклатуры. Зенкеры и развертки в большинстве случаев не применяют. 7-й и 8-й квалитеты для отверстий получают растачиванием (употребление разверток целесообразно только в случае обработки больших партий деталей).

Наружные основные поверхности с образованием прямых уступов формируют проходным подрезным резцом с углами  =95° 1 =5° для черновой обработки и контурными резцами с углами  =93° и 1 =32° для чистовой обработки (см. табл. 1).

При обработке внутренних основных поверхностей используют центровочные и спиральные сверла, а также расточные проходные резцы с углами  =95°, 1 =5° для черновой обработки и расточные контурные резцы с углами  =93°, 1 =32 для чистовой обработки. Размеры расточного инструмента устанавливают соответственно размерам обрабатываемых отверстий: диаметру и длине.

Для обработки глухих отверстий используют перовые или спиральные донные сверла диаметром 25, 30, 35, 40, 45 и 50 мм. Для образования наружных и внутренних дополнительных поверхностей необходимы прорезные резцы, резцы для угловых канавок, резьбовые резцы с углом  =60, 55 (для метрических и дюймовых резьб). Конструкция инструмента и резцедержателей должна обеспечивать возможность предварительной настройки инструмента на размер вне станка, быструю и точную установку инструмента в рабочую позицию на суппорте или в револьверной головке, формирование и отвод стружки в условиях автоматической работы станка с ЧПУ.Примечание. Резец контурный правый (левый) применяется также для обработки дополнительных поверхностей.^ ^

Резец	Форма рабочей части	Размеры, мм	Материал режущей части
b	l	L	d
Для угловых канавок		2	-	60	До 10	Р18
3	100	10-50
5	150	50 – 100	Т5К10, ВК8
8
200	Св. 100
Прорезной			До 60	От 10	Р18
3	10	100	От 16
6	15	150	От 20	Т5К10, ВК6
10	25	200	От 50
Резьбовой		-	-	-	-	Т15К6, ВК6

^ Примечание. Для станков с вращением шпинделя только в одну сторону следует использовать сверла левого вращения.

УП записывается на программоноситель в виде последователь­ности кадров, представляющих собой законченные по смыслу фразы на языке кодирования технологической, геометрический и вспомога­тельной информации. Информация на носителе хранится в 7-ми битном ИСО-коде, который обеспечивает запись команд в виде букв и цифр. Отдельные последовательности кадров для обработки участков заготовки объединяются в главы УП, каждая из которых начинается с главного кадра. Главный кадр содержит начальную информацию об условиях обработки, и с него можно начинать или возобновлять работу станка по УП. Остальные кадры главы УП несут только измененную по отношению к предыдущим кадрам часть информации и называются дополнительными кадрами. Кадры состоят из слов, расположенных в определенном порядке, а слова - из символов. Первый символ слова является буквой, обозначающей адрес, а остальные символы образуют число со знаком или целочисленный код (табл. 6).

6. Обозначение адресов.

Символы адресов	^
А, В и С	Угловые перемещения соответственно вокруг осей X, Y и Z.
D	Угловое перемещение вокруг специальной оси или третья функция подачи, или функция коррекции инструмента.
Е	Угловое перемещение вокруг специальной оси или вторая функция подачи.
F	Функция подачи.
G	Подготовительная функция.
Н	Не определен.
I, J и К	Параметры интерполяции или шаги резьбы соответственно вдоль осей X, Y и Z.
L	Не определен.
М	Вспомогательная функция.
N	Номер кадра.
Р и Q	Третьи функции перемещений, параллельных соответственно осям Х и Y, или параметры коррекции инструмента.
R	Перемещение на быстром ходу по оси Z или третья функция перемещения, параллельного оси Z, или параметр коррекции инструмента.
S	^
Т	Функция инструмента.
U, V и W	Вторые функции перемещений, параллельных соответственно осям X, Y и Z.
X, У и Z	Перемещения соответственно по осям X, Y и Z.

Примечание. Если символы D, F, Р, Q, R, U, V, W не используются в УЧПУ в указанных в таблице значениях, они могут быть применены в качестве других специальных значений. Кадр УП содержит слово «Номер кадра» и одно или несколько информационных слов. К информационным относятся слова «Подготовительная функция», «Размерное перемещение», «Функция подачи», «Скорость главного движения», «Функция инструмента» и «Вспомогательная функция». В кадре эти слова имеют ту же последовательность.

Слово «Номер кадра» служит для обозначения элементарного участка УП и является вспомогательной информацией. Номер кадра задается адресом N и целым десятичным числом. Рациональна последовательная нумерация кадров, однако допускаются любые переходы номеров и оговаривается только их неповторяемость в пределах одной УП. При нумерации вставляемых в процессе редактирования новых кадров во избежание изменения ранее установленной последовательности их номеров практикуется запись новых номеров с использованием более высоких разрядов десятичных чисел. Например, если после кадра N107 необходимо вставить несколько новых кадров, их можно нумеровать N10701, N10702, N10703 и т. д. В главном кадре вместо адреса N предусмотрена запись сим­вола «:», который может быть использован для останова при обратной перемотке перфоленты.

Слово «Подготовительная функция» определяет режим работы УЧПУ. Эти слова задаются адресом G и двухзначным десятичным числом (табл. 7,8).

Подготовительная функция
G00	1	Позиционирование. Перемещение на быстром ходу в заданную точку. Ранее заданная рабочая подача не отменяется. Пере­мещения по осям могут быть некоординированы.
G01	1	Линейная интерполяция. Перемещение с запрограммирован­ной подачей по прямой к точке.
G02 и G03	1	Круговая интерполяция. Движение по дуге соответственно в отрицательном и положительном направлении с запрограм­мированной подачей.
G04	-	Пауза. Выдержка в отработке на определенное время, уста­новленное на пульте или заданное в кадре.
G06	1	Параболическая интерполяция. Движение по параболе с за­программированной подачей.
G08	-	Разгон. Плавное увеличение скорости подачи до запрограмми­рованного ее значения в начале движения.
G09	-	Торможение в конце кадра. Плавное уменьшение скорости подачи до фиксированного значения при приближении к за­данной точке.
G17,G18,G19	2	Плоскость обработки. Задание соответственно плоскостей XY, ZX и YZ для таких функций, как круговая интерполяция, коррекция режущего инструмента и др.
G33,G34,G35	1	Резьба. Нарезание резьбы соответственно с постоянным, увеличивающимся и уменьшающимся шагами.
G40	3	Отмена коррекции инструмента, заданной одной из функций G41-G52.
G41 и G42	3	Коррекция диаметра или радиуса инструмента при контурном управлении. Режущий инструмент расположен соответственно слева или справа от обрабатываемой поверхности, если смо­треть в направлении движения инструмента.
G43 и G44	3	Коррекция диаметра или радиуса инструмента соответственно положительная или отрицательная. Указание соответственно о сложении (или вычитании) значения смещения инструмента, установленного на пульте, с заданными в кадрах координатами.
G45-G52	3	Коррекция диаметра или радиуса инструмента при прямо­линейном формообразовании G45 / , G46 /-, G47-/-, G48-/ , G49 0/ , G50 0/-, G51 /0, G52-/0.Значения « », «-» и «0» соответственно указывают, что к заданным в кадрах координатам будут добавлены, вычтены установленные на пульте величины или эти величины не будут учтены.
G53	4	Отмена линейного сдвига, заданного одной из функций G54-G59.
G54-G59	4	Линейный сдвиг соответственно по X, У, Z, XY, ZX и YZ. Коррекция длины или положения инструмента на величину, установленную на пульте.

^ .

Подготовительная функция
G60 и G61	5	Точное позиционирование. Позиционирование в пределах одной или двух из зон допуска, а также выбор стороны под­хода при позиционировании.
G62	5	Быстрое позиционирование. Позиционирование с большой зоной допуска для экономии времени.
G63	-	Нарезание резьбы метчиком. Позиционирование с остановом шпинделя по достижении заданного положения.
G80	6	Отмена постоянного цикла, заданного одной из функций G81-G89.
G81-G89	6	Постоянные циклы. Часто применяемые при обработке отвер­стий последовательности команд. Состав постоянных циклов приведен в дополнительной таблице.
G90	7	Абсолютный размер. Отсчет перемещений в абсолютной системе координат с началом в нулевой точке системы ЧПУ.
G91	7	Размер в приращениях. Отсчет перемещений относительно предыдущей запрограммированной точки.
G92	-	Установка абсолютных накопителей положения.
G94 и 095	8	Единица измерения соответственно мм/мин и мм/об.
G96	9	Единица измерения скорости резания м/мин. Запрограммиро­ванное значение скорости резания поддерживается автомати­чески регулированием частоты вращения шпинделя.
G97	9	Единица измерения главного движения об/мин

8. Таблица для постоянных циклов.

8. Таблица для постоянных циклов (продолжение).Неуказанные коды подготовительных функций предназначены для индивидуального использования по усмотрению разработчиков УЧПУ. Номер группы, расположенный во второй колонке, указывает, что функция G действует до тех пор, пока она не будет заменена или отменена другой функцией из той же группы. Прочерк в этой колонке означает, что функция действует только в том кадре, в котором она указана. Подготовительные функции записываются в кадре последовательно друг за другом в порядке возрастания их кодовых номеров. В кадре не может быть записано более одной подготовительной функции из каждой группы.

^ Слово «Вспомогательная функция» определяет команду исполнительному органу станка или УЧПУ. Вспомогательные функции задаются словами с адресом М и двузначным десятичным кодовым числом (табл. 9).^ .

М02	П	Конец УП. Останов шпинделя и выключение охлаждения. Приведение в исходное состояние управляющего устрой­ства и возврат рабочих органов станка в исходное положе­ние, а также протягивание перфоленты, склеенной в коль­цо, или обратная ее перемотка.
М03 и М04	*	Вращение шпинделя по часовой стрелке или против нее. Включение шпинделя соответственно в отрицательном и положительном направлении вращения.
М05	П	Останов шпинделя. Останов наиболее эффективным спо­собом, например торможением.
М06		Смена инструмента. Команда на смену инструмента вруч­ную или автоматически. Не осуществляется поиск инстру­мента. Может автоматически отключать шпиндель и охлаждение.
М07 и М08	*	Включение охлаждения. Включает охлаждение соответ­ственно № 2 и № 1.
М09	П	Отключение охлаждения. Отменяет команды, заданные функциями М07, M08, M50 и М51.
М10 и МП	*	Зажим и разжим. Относятся к зажимным приспособле­ниям подвижных органов станка, например стола, патрона и т. п.
М13 и М14	*	Вращение шпинделя по часовой стрелке и против нее, а также включение охлаждения. То же, что и М03 и М04, но с включением охлаждения.
М15иМ16		Перемещение « » и «-». Используются для задания соответственно положительного и отрицательного направления перемещения, запрограммированного в данном кадре.
М17	П	Конец подпрограммы для УЧПУ со встроенной памятью. Передача управления основной программе после выпол­нения всех прогонов подпрограммы.
М19	П	Останов шпинделя в заданной позиции. Команда на оста­нов шпинделя в определенном угловом положении.
	П	Конец подпрограммы, в качестве которой используется многократно считываемая глава программы.
М30	П	Конец ленты. То же, что и М02, но с возможностью обра­щения ко второму считывателю информации с перфоленты.
М31		Обход блокировки. Команда на временную отмену бло­кировки. Действует только в том кадре, в котором записана.
М36 и М37	*	Диапазон подачи. Задает диапазон подач соответственно №1 и №2 путем переключения кинематической связи.
М38 и М39	*	Диапазон частот вращения шпинделя. Задает диапазон частот вращения соответственно шпинделя №1 и №2.
М50 и М51	*	Включение охлаждения. Включение охлаждения соответ­ственно №3 и №4.
М55 и М56	*	Линейное смещение инструмента. Линейное смещение инструмента соответственно в положения №1 и №2.
М61 и М62	*	Линейное смещение заготовки. Линейное смещение заго­товки соответственно в положения № 1 и № 2.
М71 и М72	*	Угловое смещение заготовки. Угловое смещение заготовки соответственно в положении № 1 и № 2.

Неуказанные коды не определены и могут использоваться по усмотрению разработчиков конкретных УЧПУ.Большинство вспомогательных функций (отмечены звездочкой во второй колонке) выполняется до начала перемещений, запрограмми­рованных в том же кадре, и действует до отмены или замены их командами аналогичного назначения. Функции М, выполняемые после заданных в кадре перемещений, обозначены буквой П в той же колонке. В одном кадре в порядке возрастания кодовых номеров может быть записано несколько команд различным исполнительным органам станка с ЧПУ.

% N001 S03 T01 M03 – третья скорость шпинделя, первый инструмент, вращение шпинделя против часовой стрелки N002 M06 – пауза для проверки инструмента N003 G60 – точное позиционирование N004 G91 – отсчет размера в приращениях N005 G00 X-030045 – перемещение в точку 1 N006 G61 Z-015000 – ускоренное перемещение в точку 2 N007 G01 Z-045000 F32 M07 – перемещение в точку 3 на рабочей подаче и включение масляного тумана N008 G01 X 004960 Z-035000 – перемещение в точку 4 с линейной интерполяцией N009 Z-025000 – перемещение в точку 5 N010 G60 – точное позиционированиеN011 G00 X 025085 М09 – ускоренное перемещение в точку 6, отключение системы охлажденияN012 G00 Z 120000 M02 – ускоренное перемещение в точку 0, конец программы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МАМИ

Факультет: «Механико-технологический»

Кафедра: «Автоматизированные станочные системы и инструмент»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

Программированная обработка на станках с ЧПУ и САП

Разработка управляющей программы для станка с числовым программным управлением

Москва 2011 г.

Ведение

Технологическая подготовка управляющей программы

1 Выбор технологического оборудования

2 Выбор системы УЧПУ

3 Эскиз заготовки, обоснование метода ее получения

4 Выбор инструмента

5 Технологический маршрут обработки детали

6 Назначение режимов обработки

Математическая подготовка управляющей программы

1 Кодирование

2 Управляющая программа

Выводы по работе

Список используемой литературы

кодирование станок деталь программное управление

2. Введение

В настоящее время широкое развитие получило машиностроение. Его развитие идет в направлениях существенного повышения качества продукции, сокращения времени обработки на новых станках за счет технических усовершенствований.

Современный уровень развития машиностроения предъявляет следующие требования к металлорежущему оборудованию:

высокий уровень автоматизации;

обеспечение высокой производительности, точности и качества

выпускаемой продукции;

надежность работы оборудования;

высокая мобильность обусловлена в настоящее время быстросменностью объектов производства.

Первые три требования привели к необходимости создания специализированных и специальных станков-автоматов, а на их базе автоматических линий, цехов, заводов. Четвертая задача, наиболее характерная для опытного и мелкосерийного производств, решается за счет станков с ЧПУ. Процесс управления станком с ЧПУ представляется, как процесс передачи и преобразования информации от чертежа к готовой детали. Основной функцией человека в данном процессе является преобразование информации заключенной в чертеже детали в управляющую программу, понятную ЧПУ, что позволит управлять непосредственно станком таким образом, чтобы получить готовую деталь, соответствующую чертежу. В данном курсовом проекте будут рассматриваться основные этапы разработки управляющей программы: технологическая подготовка программы, и математическая подготовка. Для этого на основе чертежа детали будут выбраны: заготовка, система ЧПУ, технологическое оборудование.

3. Технологическая подготовка управляющей программы

3.1 Выбор технологического оборудования

Для обработки данной детали выбираем токарный станок с ЧПУ модели 16К20Ф3Т02.

Данный станок предназначен для токарной обработки деталей тел вращения со ступенчатым и криволинейным профилями за один или несколько рабочих ходов в замкнутом полуавтоматическом цикле. Кроме того, в зависимости от возможностей устройства ЧПУ на станке можно нарезать различные резьбы.

Станок используется для обработки деталей из штучных заготовок с зажимом в механизированном патроне и поджимом при необходимости центром, установленном в пиноли задней бабки с механизированным перемещением пиноли.

Технические характеристики станка:

Наименование параметраВеличина параметраНаибольший диаметр обрабатываемого детали: над станиной над суппортом 400 мм 220 ммДиаметр прутка проходящего через отверстие50 ммЧисло инструментов6Число частот вращения шпинделя12Пределы частот вращения шпинделя20-2500 мин-1Пределы рабочих подач: продольных поперечных 3-700 мм/мин 3-500 мм/минСкорость быстрых ходов: продольных поперечных 4800 мм/мин 2400 мм/минДискретность перемещений: продольных поперечных 0,01 мм 0,005 мм

3.2 Выбор системы УЧПУ

Устройство УЧПУ - часть системы ЧПУ предназначена для выдачи управляющих воздействий исполнительным органом станка в соответствии с управляющей программой.

Числовое программное управление (ГОСТ 20523-80) станком - управление обработкой заготовки на станке по управляющей программе, в которой данные заданы в цифровой форме.

Различают ЧПУ:

-контурное;

-позиционное;

позиционно-контурное (комбинированное);

адаптивное.

При позиционном управлении (Ф2) перемещение рабочих органов станка происходит в заданные точки, при чем траектория перемещения не задается. Такие системы позволяют обработать только прямолинейные поверхности.

При контурном управлении (Ф3) перемещение рабочих органов станка происходит по заданной траектории и с заданной скоростью для получения необходимого контура обработки. Такие системы обеспечивают работу по сложным контурам, в том числе криволинейные.

Комбинированные системы ЧПУ работают по контрольным точкам (узловым) и по сложным траекториям.

Адаптивное ЧПУ станком обеспечивает автоматическое приспосабливание процесса обработки заготовки к изменяющимся условиям обработки по определенным критериям. Деталь, рассматриваемая в данной курсовой работе, имеет криволинейную поверхность (галтель), следовательно, первая система ЧПУ здесь не применятся. Возможно использование последних трех систем ЧПУ.

С экономической точки зрения целесообразно в данном случае использовать контурное или комбинированное ЧПУ, т.к. они менее дороги, чем остальные и в то же время обеспечивают необходимую точность обработки.

В данном курсовом проекте была выбрана система УЧПУ «Электроника НЦ-31», которая имеет модульную структуру, что позволяет увеличивать число управляемых координат и предназначено в основном для управления токарными станками с ЧПУ со следящими приводами подач и импульсными датчиками обратной связи.

Устройство обеспечивает контурное управление с линейно-круговой интерполяцией. Управляющая программа может вводиться как непосредственно с пульта(клавиатуры), так и с кассеты электронной памяти.

3.3 Эскиз заготовки, обоснование метода ее получения

В данной курсовой работе условно принимаем тип производства рассматриваемой детали как мелкосерийный. Поэтому в качестве заготовки для детали выбран пруток диаметра 95 мм простого сортового проката (круглого профиля) общего назначения из стали 45 ГОСТ 1050-74 с твердостью НВ=207…215 .

Простые сортовые профили общего назначения используется для изготовления гладких и ступенчатых валов, станков диаметром не более 50 мм, втулок диаметром не более 25 мм, рычагов, клиньев, фланцев.

На заготовительной операции втулок нарезается в размер 155 мм, затем на фрезерно-центровальном станке торцуется в размер 145 мм, и здесь же одновременно выполняются центровые отверстия. Поскольку при установке детали в центрах происходит совмещение конструкторской и технологической базы, а погрешность в осевом направлении мала, то ей можно пренебречь.

Чертеж заготовки после фрезерно-центровальной операции представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 - чертеж заготовки

3.4 Выбор инструмента

Инструмент Т1

Для обработки основных поверхностей черновой и чистовой выбираем правый проходной резец с механическим креплением пластины DNMG110408 из твердого сплава GC1525 и прижимом повышенной жесткости (рис. 2).

Рисунок 2 - правый проходной резец

Krb, ммf1, ммh, ммh1, ммl1, ммl3, ммγλsЭталонная пластина9302025202012530,2-60-70DNMG110408

Инструмент Т2

Рисунок 3 - сборный отрезной резец

la, ммar, ммb, ммf1, ммh, ммh1, ммl1, ммl3, ммЭталонная пластина4102020,7202012527N151.2-400-30

Инструмент Т3

Для сверления заданного отверстия выбираем сверло из твердого сплава GC1220 для сверления под резьбу M10 с цилиндрическим хвостовиком (рис. 4).

Рисунок 4 - сверло

Dc, ммdmm, ммD21 max, ммl2, ммl4, ммl6, мм91211,810228,444

Инструмент Т4

Для рассверливания заданного отверстия выбираем сверло из твердого сплава GC1220 с цилиндрическим хвостовиком (рис. 5).

Dc, ммdmm, ммl2, ммl4, ммl6, мм20201315079

Инструмент Т5

Для выполнения внутренней резьбы M10×1 выбираем метчик

ГОСТ 3266-81 из быстрорежущей стали с винтовыми канавками (рис.5).

Рисунок 5 - метчик

3.5 Технологический маршрут обработки

Технологический маршрут обработки детали должен содержать наименование и последовательность переходов, перечень обрабатываемых на переходе поверхностей и номер используемого инструмента.

Операция 010 Заготовительная. Прокат. Отрезать заготовку Ø 95 мм в размер 155 мм, выполнять центровые отверстия до Ø 8 мм.

Операция 020 Фрезерно-центровальная. Фрезеровать торцы в размер 145 мм.

Операция 030 Токарная: установить заготовку в переднем ведущем и заднем вращающемся центрах.

Установ А

Переход 1

Инструмент Т1

Точить предварительно:

·конус Ø 30 мм до Ø 40

·Ø 40

·конус Ø 40 мм до Ø 60 мм от длины 60 мм до длины 75 мм от торца заготовки

·Ø 60

·Ø 60 мм до Ø 70 по дуге радиусом 15 мм от длины 85 мм от торца заготовки

·Ø 70

·Ø 70 мм до Ø 80 мм на длине 120 мм от торца заготовки

·Ø 80 мм до Ø 90

·Ø 90

Оставить припуск на чистовую обработку 0,5 мм на сторону

Переход 2

Инструмент Т1

Точить окончательно по переходу 1:

·конус Ø 30 мм до Ø 40 мм до длины 30 мм от торца заготовки

·Ø 40 мм от длины 30 мм на длину 30 мм от торца заготовки

·конус Ø 40 мм до Ø 60 мм от длины 60 мм до длины 75 мм от торца заготовки

·Ø 60 мм от длины 75 мм до длины 85 мм от торца заготовки

·Ø 60 мм до Ø 70 по дуге радиусом 15 мм от длины 85 мм от торца заготовки

·Ø 70 мм от длины 100 мм до длины 120 мм от торца заготовки

·Ø 70 мм до Ø 80 мм на длине 120 мм от торца заготовки

·Ø 80 мм до Ø 90 мм по дуге радиусом 15 мм от длины от длины 120 мм от торца заготовки

·Ø 90 мм от длины 135 мм до длины 145 мм от торца заготовки

Переход 3

Инструмент Т2

·Точить прямоугольную канавку шириной 10 мм с диаметра 40 до диаметра 30 мм на расстоянии 50 мм от торца заготовки.

Установ Б

Переход 1

Инструмент Т3

·Сверлить отверстие Ø9 глубиной 40 мм.

Переход 2

Инструмент Т4

·Рассверлить отверстие с Ø9 до Ø20 до глубины 15 мм.

Переход 3

Инструмент Т5

·Нарезать резьбу метчиком М10×1 на глубину 30 мм.

Операция 040 Промывочная.

Операция 050 Термическая.

Операция 060 Шлифовальная.

Операция 070 Контрольная.

3.6 Назначение режимов обработки

Установ А

Переход 1 - черновое точение

Инструмент Т1

2. Глубину резания при предварительном точении стали проходным резцом с твердосплавной пластиной выбираем t = 2,5 мм.

.При точении стали и глубине резания t = 2,5 мм выбираем подачу S = 0,6 мм/об.

.

.Скорость резания

Сv

КMV = 0,8 (, табл. 4 стр. 263)

КПV = 0,8 (, табл. 5 стр. 263)

КИV = 1 (, табл. 6 стр. 263)

6.Число оборотов шпинделя.

7.Сила резания.

где: Ср

(, табл. 9 стр. 264)

8.Мощность резания.

Переход 2 - чистовое точение

Инструмент Т1

.Определение длины рабочего хода L = 145 мм.

2. Глубину резания при предварительном точении стали проходным резцом с твердосплавной пластиной выбираем t = 0,5 мм.

.При точении стали и глубине резания t = 0,5 мм выбираем подачу S = 0,3 мм/об.

.Стойкость инструмента Т = 60 мин.

.Скорость резания

Сv = 350, x = 0,15, y = 0,35, m = 0,2 (, табл. 17 стр. 269)

КMV = 0,8 (, табл. 4 стр. 263)

КПV = 0,8 (, табл. 5 стр. 263)

КИV = 1 (, табл. 6 стр. 263)

6.Число оборотов шпинделя.

7.Сила резания.

где: Ср = 300, х = 1, у = 0,75, n = -0,15 (, табл. 22 стр. 273)

(, табл. 9 стр. 264)

8.Мощность резания.

Переход 3 - точение канавок

Инструмент Т2

.Определение длины рабочего хода L = 10 мм.

2. При нарезании канавок глубина резания равна длине лезвия резца

.При точении стали и глубине резания t = 4 мм выбираем подачу S = 0,1 мм/об.

4.Стойкость инструмента Т = 45 мин.

.Скорость резания