Создание программ для станков с чпу. Программы для чпу станков полный набор для начала работы Содержание управляющей программы для станков с чпу
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.
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Московский государственный индустриальный университет
ГОУ ВПО МГИУ
Научно-образовательный материал
Круглый стол на тему «Разработка управляющих программ для станков с ЧПУ с использованием современных CAD/CAM – систем»
Состав научно-образовательного коллектива:
Бурдина Е.А., к.п.н., доцент
Егоркина Е.Б., ведущий инженер
Чичекин И.В., к.т.н.
Москва 2010 г.
Разработка управляющих программ для станков с ЧПУ с использованием современных CAD / CAM – систем.
Целью настоящего курса является повышение квалификации преподавателей высшей школы, связанных с эксплуатацией и обучением на станках с ЧПУ.
Процесс подготовки управляющей программы, проверки её на ЧПУ и окончательной отработки на станке, требует специальной подготовки в данной области.
Программой предусмотрен теоретический курс, а также практические занятия с использованием трех координатного вертикально фрезерного многоцелевого станка MIKRON 600 Рro c системой ЧПУ Heidenhain TNC530, токарно-фрезерного обрабатывающего центра INDEX ABC с системой ЧПУ Sinumeric.
"Подготовка и контроль управляющих программ для станков с ЧПУ фрезерной группы "
Тема 1. Введение. Вертикальный фрезерный многоцелевой станок с ЧПУ модели MIKRON 600 Pro. Назначение и область использования станка. Основные узлы и технические характеристики станка. Режимы резания.
Тема 2. Pro ENGINEER . Построение геометрической модели, используя элемент Эскизирование. Создание твердого тела, формирующего типовую корпусную деталь.
Тема 3.
Тема 4. GPost .
Тема 5. Heidenhain TNC 530. Устройство имитационной панели управления. Управление файлами. Работа с таблицами инструментов. Данные инструмента. Коррекция инструмента.
Тема 6. Heidenhain . Движение инструмента. Функции траектории. Программирование контуров. Работа с применением циклов.
Тема 7. Ручное программирование контуров в кодах ISO .
Тема 8. Визуальный контроль траектории движения инструмента. Проверка программ оператором. Непосредственная обработка детали на станке.
"Подготовка и контроль управляюих программ для станков с ЧПУ токарной группы "
1. Тематическое содержание курса
Тема 1. Введение. Токарно-фрезерный обрабатывающий центр с ЧПУ модели INDEX ABC. Назначение и область использования станка. Основные узлы и технические характеристики станка. Режимы резания.
Тема 2. Основы геометрического моделирования в среде Pro ENGINEER . Построение геометрической модели, используя элемент Эскизирование. Создание твердого тела, формирующего типовую деталь для токарной обработки.
Тема 3. Разработка управляющих программ. Проектирование заготовки. Расчет технологических параметров производства. Создание таблицы инструментов. Построение траектории обработки. Получение управляющей программы.
Тема 4. Генерирование управляющих программ с помощью постпроцессора, используя встроенное приложение GPost . Основные функции. Выбор постпроцессора.
Тема 5. Основы ручного программирования SINUMERIC . Управление файлами. Работа с таблицами инструментов. Данные инструмента. Коррекция инструмента. Синхронизация инструментальых головок.
Тема 6. Ручное программирование контуров используя стандартные циклы. Токарные циклы. Циклы сверления. Функции траектории. Программирование контуров. Работа с применением циклов.
Тема 7. Ручное программирование контуров в кодах ISO . Основные функции. Вспомогательные функции. Формат кадра. Программирование контуров.
Тема 8. Визуальный контроль траектории движения инструмента используя вертуальную машину. Принцип работы, основные функции. Проверка программ оператором.
Тема 9. Обучение работе на оборудовании. Составление управляющих программ. Работа на оборудовании. Непосредственная обработка детали на станке.
Токарная обработка.
Токарный многоцелевой станок фирмы INDEX модели АВС предназначен для обработки широкой номенклатуры деталей тел вращения сравнительно простых геометрических форм, как на автомате (прутковый вариант заготовки), так и как на станке с ЧПУ для деталей сложной геометрической формы (обработка индивидуальных заготовок). Таким образом, станок INDEX модели АВС объединил преимущества автомата для обработки прутков с кулачковым управлением и универсального токарного станка с ЧПУ.
Необходимость совмещения на одном станке двух принципов обработки деталей определяется развивающейся в настоящее время технологии обработки мелких деталей, высокая эффективность обработки которых достигается использованием принципа продольного точения с подающей цангой.
Автоматы с подающей цангой могут работать с прутками диаметром до 22 мм. Большинство таких станков управляются от ЧПУ. Практически всегда станок комплектуется специальным устройством, автоматически подающим пруток в зону обработки через цанговый патрон.
Расширенные технологические возможности станка обеспечиваются широкой номенклатурой режущего инструмента и соответствующее этому количество инструментальных головок. Наличие, например, на станке 19 инструментов обеспечивает полную обработку подавляющей номенклатуры деталей изготавливаемых из прутка.
Для рассматриваемого варианта станка сегодня комплект режущего инструмента представляет собой оптимизированный набор, обеспечивающего следующие операции обработки деталей: токарные, резьбовые, отрезные, канавочные, а также расточные.. В этих инструментах используются все преимущества современных твердосплавных материалов с износостойкими покрытиями и сменных пластин, которые полностью используют возможности станка.
Требования к инструменту для мелкоразмерной обработки несколько отличаются от обычных требований. Эти требования должны обеспечивать следующие особенности мелкоразмерной обработки: более высокую точность и качество обработки; возможность обработки любых материалов; более внимательный контроль над процессом образования стружки; производить обработку с высокой производительностью.
Рис. 1 . Разновидности многогранных пластин, рекомендуемые к использованию мелкоразмерной обработки: 1 – для отрезки и обточки канавок; 2 – для нарезания резьбы; 3 – для отрезки труб и деталей небольшого диаметра; 4 – для наружного точения; 5 – для растачивания внутренних диаметров; 6 – для отрезки, обработки канавок, нарезания резьбы; 7 – обработка канавок; 8 – наружная резьба; 9 – наружное точение; 10 – внутренняя резьба; 11 – для внутреннего точения, обработки канавок и нарезания резьбы
Компоновка и основные узлы станка
Основание станка представляет собой сварную стальную конструкцию, на которой установлена наклонная станина с двумя независимыми револьверными головками. Такая конструкция обладает хорошей демпфирующей способностью, а также создает оптимальные условия для выполнения точной обработки, поскольку структура несущей части станка обладает высокой устойчивостью к изгибу и кручению, возникающим в результате процесса резания.
Все линейные перемещения по координатам происходят по направляющим качения, которые изготовлены с высокой точностью и обладают особой чувствительностью к малым перемещениям. Соединения с силовым замыканием между шпиндельной коробкой и станиной, а также предохранительные муфты на всех шариковых ходовых винтах защищают работоспособность станка от возможных непредвиденных столкновений и иных нестандартных ситуаций.
Благоприятные термодинамические условия работы станка обеспечиваются симметричной конструкцией шпиндельной коробки и контролем изменяющейся в процессе резания температуры, а также перпендикулярным расположением шпиндельной коробки к инструментальной плоскости.
Основные преимущества станка следующие:
Компактная конструкция станка, занимающая сравнительно небольшую площадь;
Сокращение штучного времени за счет обработки заготовки с двух сторон и с использованием до 3-х инструментов, работающих одновременно;
Возможность работы приводных (вращающихся) инструментов на всех суппортах станка;
Возможность обработки стальных многогранных прутков;
Удобное и доступное для наладки рабочее пространство станка.
На рис. 2 показаны основные узлы, входящие в состав станка,. Для наглядности станок представлен в виде открытом от защитных устройств и внешнего ограждения.
Рис.2 . Узлы токарного многоцелевого станка с ЧПУ Index серии ABC: 1 – основание; 2 – второй револьверный суппорт; 3 – мотор-шпиндель; 4 – главный привод; 5 – суппорт для обработки тыльной стороны детали; 6 – первый револьверный суппорт; 7 – наклонная станина; 8 – привод подачи
Рис. 3. Рабочая зона станка: 1 - правая часть обрабатываемой детали; 2 – цанговый патрон; 3 – шпиндель; 4 – суппорт для обработки тыльной стороны детали; 5 – сверло малого диаметра; 6 – сверло; 7 – левая часть обрабатываемой детали; 8 – резец; 9 – синхронный шпиндель; 10 – первый револьверный шпиндель; 11 – сверло; 12 продольный резец; 13 – второй револьверный суппорт; 14 – каретка
Правая сторона заготовки 1 может обрабатываться любым вариантом проходного (или подрезного) резца 12 , расположенного во втором суппорте 13 , который имеет линейные координатные перемещения по X 2 , Y 2 , а также возможность устанавливаться по углу по координате с1 . Линейные перемещения суппорта осуществляются каретками 14 . Кроме того, на этой части заготовки от первого суппорта 10 можно обрабатывать центральные или боковые поверхности инструментами 11 .
После полной обработки правой части заготовки, к ней подводится синхронно вращающийся шпиндель 9 и захватывает обработанную правую часть. Поперечным резцом, расположенным на втором суппорте (на рисунке не показано), правая часть отрезается от заготовки и суппорт первый 10 выводит заготовку 7 в положение, как это показано на рис. 3, для окончательной обработки ее инструментами 5, 6, 8 дополнительного суппорта 4. Окончательно обработанная деталь освобождается от зажима и падает в магазин готовых деталей.
При обработке пруткового материала, после окончания первой части обработки из загрузочного устройства подается заготовка до упора с целью не прерывания цикла обработки от совмещенного режима одновременной обработки правой и левой частей заготовки.
Таким образом, на станке при обработке заготовок можно использовать несколько вариантов технологических стратегий обработки.
Рис. 4 Образцы деталей, изготовленные на станках серии АВС INDEX : а - деталь из алюминия; б – бронзовая втулка; в – стальная шайба; г -медный штуцер; д – стальная втулка; е - вилка
Система управления INDEX C200-4
Система управления INDEX C200-4 (рис. 4.9) выполнена на базе системы Siemens 840 D и предназначена для осуществления интеллектуального управления процессами резания на станках фирмы INDEX.
Рис. 5. Система управления INDEX C 200-4
Отличительная особенность системы INDEX C200-4 заключается в независимости управления процессами и удобством программирования циклов обработки заготовок.
Независимость управления позволяет производить тестовые индикации, не влияя при этом на процесс управления станком. На экране пульта управления можно осуществлять общий обзор работы всех шпинделей и осей перемещения суппортов, определять место и причину появившихся ошибок, иметь оперативную справку о процесс работы станка или необходимую сервисную документацию в любое время.
Удобство программирования, прежде всего, определяется наличием более 70 подготовленных циклов, которые нашли большее приложение к технологическим процессам изготовления различных деталей. В процессе резания система обеспечивает оператора детальной информационной поддержкой и гарантирует также надежное выполнение программы при максимальной гибкости при решении конкретных задач заказчика. Кроме того, система может решать задачи обеспечения оптимальной загрузки станка.
Система управления обеспечивает быструю настройку на:
Блокировку при необходимости всех осей станка;
Пошаговый подвод инструментальных суппортов;
Тестирование перекрывающихся циклов обработки в состоянии до включения команды на начало обработки;
Контроль оператора перед каждым переключением револьверной головки.
Стартовое положение станка обеспечивается:
Возвратом в исходное положение (в ноль) нажатием соответствующей клавишей;
- «перемоткой» программы до требуемого места с сохранением синхронизации каналов;
Подвод с помощью REPOS точно в стартовую (новую) точку;
С помощью стартовых условий.
Структура системы управления
На рис.6 показана структура системы ЧПУ INDEX C200-4.
Для обработки заготовки разрабатывается, как правило, несколько программ. Эти программы хранятся в каталоге с именем заготовки. Каждая программа обработки содержит следующие друг за другом по времени команды для независимого перемещения определённого узла станка (например, инструментальной каретки / револьвера).
Выполнение отдельной программы обработки, т.е. первичная обработка кадра и интерполяция пути, происходит в отдельном канале. Для одновременного выполнения нескольких операций требуется несколько каналов. Эти каналы координирует PLC (Программируемый логический контроллер).
Каналам соответствуют управляемые оси, шпиндели и функции переключения станка, т.е. управляемые узлы.
Всем программам обработки деталей должны быть присвоены номера, по которым бы они однозначно определялись в общей памяти.
Рис.6. Структура системы управления
Один канал обрабатывает собственную программу обработки детали. Все каналы станка пронумерованы. Поскольку для одного зажима обрабатываемого изделия бывают необходимы несколько каналов и нередко дополнительные специальные операции (т.е. программы обработки детали), то необходимо соблюдать следующую структуру номера программы.
Обычная обработка (главная программа) для канала 1 (револьверная головка 1) называется: %_N_1_0_MPF или %_N_1_MPF.
Обычная обработка (главная программа) для канала 2 (револьверная головка 2) называется: %_N_2_0_MPF или %_N_2_MPF,
программа изготовления детали из прутка (программа начала прутка) для канала 1 называется: %_N_1_7_MPF.
Главные программы и подпрограммы записаны в программной памяти.
Наряду с ними существует ряд типов файлов, которые могут записываться в промежуточную память и при необходимости (например, при обработке определённой заготовки) переносятся в оперативную память (например, для инициализации).
Все заготовки сохраняются в каталоге "_ N_WKS_DIR", образуя подкаталоги. Каждый подкаталог состоит из упорядоченных программ обработки заготовки.
%_ N_1_0_ MPF
; Имя программы:...
;-- Начало программы ---
N10 L100
N20 GX73
N9999 M30
%_N_2_0_MPF
;$PATH=/_N_WKS_DIR/_N_TEST_WPD
; Имя программы:...
;-- Начало программы ---
N10 L100
N20 GX73
N9999 M30
Подпрограмма в заготовке "Test"
%_N_L10_SPF
;$PATH=/_N_WKS_DIR/_N_TEST_WPD
Подпрограмма в каталоге подпрограмм
%_ N_ L700_ SPF
;$ PATH=/_ N_ SPF_ DIR
Практические занятия.
Построение модели вала.
Файл > Задать рабочую папку c:\users\student\* .
· Название модели задайте VAL, затем нажмите ОК .
OK .
· Новый файл с названием VAL будет создан.
иконок, соответственно Базовые плоскости вкл/выкл и Вкл/выкл системы координат .
Настройте систему измерения.
В главном меню нажмите Править > Настройка > Единицы . В диалоговом окне Менеджер единиц измерения миллиметр Килограмм Сек и нажмите Задать, ОК .
В окне Менеджер единиц измерения нажмите Close (Закрыть ).
Сохранить > ENTER .
Следующим действием мы создадим эскиз вала см. Рис. 3.
Рисование Эскиз
Привязки привязки нажмите ОК .
Выберите иконку Создать линию, постройте контур вала в продольном сечении как показано на рисунке.
Выберите иконку Осевая линия, и проведите через начало координат как показано на рисунке 3.
Для завершения создания эскиза на панели эскиза
нажмите иконку Продолжить с текущим сечением . Готовый эскиз показан на рисунке 3.
На главной панели инструментов нажмите иконку Список сохраненных видов и в выпадающем списке выберите Standard Orientation .
На панели создания конструктивных элементов нажмите иконку Вращать . Далее в дереве конструирования выберите созданный эскиз «ЭСКИЗ 1». Система автоматически повернет эскиз с параметрами по умолчанию. В диалоговой панели вводим параметр вращения 360°. Смотри рисунок 4.
………
………
Модель должна выглядеть, как показано на рисунке
ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ФРЕЗЕРНЫЙ МНОГОЦЕЛЕВОЙ СТАНОК
С ЧПУ МОДЕЛИ MIKRON VCE 600 Pro
Назначение и область использования станка
Вертикальный 3-х координатный фрезерный многоцелевой станок модели MIKRON VCE 600 Pro, внешний вид которого показан на рис. 7 предназначен для выполнения сверлильных, расточных, резьбовых отверстий (без использования компенсационного патрона) и фрезерных работ при обработке сложнопрофильных поверхностей деталей, изготовленных из стали, чугуна, высоколегированных сталей, цветных и других материалов.
Рис. 7. Внешний вид станка модели MIKRON VCE 600 Pro
Положительная особенность станка определяется высокой мощностью резания, точностью и простатой программирования непосредственно на станке с применением стандартных циклов (например, при фрезеровании открытых и углубленных плоскостей). Высокая частота вращения инструментального шпинделя (до 10000 мин -1) и стойкость инструмента (благодаря внутреннему охлаждению) позволяет обрабатывать высокопрочный алюминиевый сплав фрезами малого диаметра, что чрезвычайно важно при обработке длинномерных деталей авиационной и космической промышленности. Важной областью использования станка является область изготовления пресс-форм и штампов с применением фрез сферической формы, обеспечивающей чистовую операцию фрезерования поверхностей.
Область использования многоцелевого станка с ЧПУ – машиностроение.
Основные узлы и технические характеристики станка
На рис. 8 показаны основные узлы, входящие в состав станка MIKRON VCE 600 Pro.
Рис. 8 . Основные узлы MIKRON VCE 600 Pro : 1 – станина; 2 – рабочий стол; 3 – инструментальный шпиндель; 4 – инструментальный магазин; 5 – пневмогидравлический усилитель давления; 6 – шпиндельная бабка; 7 - стойка; 8 – привод подачи
Станина 1 и стойка 7 станка являются конструктивной основой системы связи всех узлов, обеспечивающих формообразующие движения при резании. Высокостабильное и жесткое основание достаточно больших размеров приспособлено для успешного гашения вибраций даже при полной нагрузке и в режиме непрерывной работы. Эта особенность полезна при проведении фрезерных работ, когда требуется обеспечивать высокое качество при обработке различных поверхностей деталей с требуемой точностью по форме и геометрии.
Рабочий стол 2 предназначен для установки, закрепления и позиционирования заготовки относительно режущего инструмента. Рабочий стол в станке выполняет линейные движения по координатам X и Y . На открытой поверхности рабочего стола расположены Т-образные пазы параллельные координаты X . В передней части стола предусмотрено подключение сжатого воздуха для зажима паллет.
Инструментальный шпиндель 3 расположен в шпиндельной бабке 6 на высокоточных шариковых подшипникам, опоры которых расположены друг от друга на расстоянии, обеспечивающем высокую жесткость шпинделя. Подшипники смазаны консистентной смазкой на длительный период. Защита переднего подшипника основана на использовании «воздушной» заслонки, что является простым и надежным уплотнением подшипника. Зажим режущего инструмента происходит за счет пружины, расположенной в шпинделе, а разжим – от гидравлической системы. При смене инструмента внутренний «крутой» конус обдувается сжатым воздухом. Инструментальный шпиндель обеспечивает работу на большие усилия при фрезеровании и расточках, а также высокие частоты вращения шпинделя при обработке алюминиевых сплавов. Инструментальная шпиндельная головка имеет водяное охлаждение. Охлаждающая жидкость закачивается из резервуара СОЖ. Охлаждение постоянное, но не контролируемое и не регулируемое. Применение активного охлаждения шпинделя положительно сказывается на работе шарикоподшипников, сохраняя при этом высокую термостабильность шпинделя и сохраняя долгий срок службы. Вращение инструментального шпинделя происходит от мотора-шпинделя через ременную зубчатую передачу.
Инструментальный магазин 4, входит в состав автоматической смены инструмента. Устройство смены инструментов выполнено как магазин барабанного типа, который комплектуется инструментами, необходимыми для процесса обработки. Автооператор подает инструмент из магазина в рабочий шпиндель и выгружает из шпинделя в магазин отработанный инструмент. Управление сменой происходит автоматически в общем цикле работы станка. В барабанном магазине инструменты размещаются в гнездах (ячейках) и с помощью пружинного устройства механически поддерживаются в гнезде от выпадения. Стандартная процедура заправки магазина производится вручную, путем установки инструмента в шпиндель станка. Затем из шпинделя автооператором передается инструмент в соответствующую ячейку магазина.
Пневмогидравлический усилитель давления 5 создает высокое давление, необходимого для приведения в действие (разжима инструмента) гидромеханического устройства установки инструмента. Инструментальный шпиндель имеет пассивную систему установки инструмента. Это означает, что инструмент удерживается в шпинделе за счет пружины, а освобождается гидравлически. Пневмогидравлический усилитель расположен над инструментальным шпинделем.
Перемещения на станке (привода подач 8) осуществляются столом по двум координатам (X и Y ) и шпиндельной бабкой 6 вертикально по координате Z . Каждая координата представляет систему, состоящую из высокомоментного электродвигателя, соединительной муфты шариковой винтовой пары. Шариковые ходовые винты, зафиксированные с двух сторон, монтируются с предварительным натягом. Благодаря этому обеспечивается точность движения, что в свою очередь является важным условием достижения высокого качества изготовления изделия на станке. Перемещения исполнительных органов станка (стола, шпиндельной бабки) осуществляются по линейным направляющим (изготовленных из закаленной стали) с шариковыми блоками. Эти решения обладают отличными динамическими свойствами и не требуют больших затрат энергии. Величина и точность перемещения по координатам обеспечивается резольверами, встроенными в двигателях. Сигнал от резольвера передается в систему управления.
Управление станком и ручная наладка отдельных его функций
Описание элементов управления. На рис. 9 показан экран и панель управления станком системы CNC фирмы Heidenhain, где горизонтальные и вертикальные функциональные кнопки запрограммированы фирмой. Остальные кнопки, функциональные назначения которых указаны в подрисуночных описаниях, предназначены для включения соответствующей функции управления.
Рис. 9. Экран и панель управления: 1 – горизонтальная панель функциональных клавиш; 2 – переключение на горизонтальную панель управления; 3 – выбор сектора экрана; 4 – переключение на вертикальную панель управления; 5 – вертикальная панель функциональных кнопок; 6 – клавиша переключения экрана на режимы работы станка или программирования
Практические занятия
Запускаем Pro/ENGINEER двойным нажатием на иконку на рабочем столе.
Задайте рабочую папку. Нажимаем Файл > Задать рабочую папку откроется окно где мы выбираем нужную папку, где будут храниться все модели нашего задания, например c:\users\student\* .
Создайте новую модель с использованием шаблона, предложенного по умолчанию.
· Название модели задайте PLITA_V, затем нажмите ОК .
· Оставьте без изменения выбранный шаблон и щелкните OK .
· Новый файл с названием PLITA_V будет создан.
Если опорные плоскости и система координат в детали не показаны, на главной панели инструментов включите их отображение с помощью
иконок, соответственно Базовые плоскости вкл/выкл и Вкл/выкл системы координат .
Выберите каждый объект в дереве конструирования для подсветки его в рабочем окне.
Плоскости в окне моделирования.
Настройте систему измерения.
В главном меню нажмите Править > Настройка > Единицы . В диалоговом окне Менеджер единиц измерения (рис. 2) обратите внимание на активную систему единиц измерения, если она отличается от стандарта ГОСТа то выберете миллиметр Килограмм Сек и нажмите Задать, в появившемся окне выбираем интерпретировать 1 мм = 1” и нажимаем ОК .
В окне Менеджер единиц измерения нажмите Close (Закрыть ).
Рисунок 2: Окно выбора активной системы единиц измерения.
На главной панели инструментов нажмите Сохранить > ENTER .
Следующим действием мы создадим эскиз для верхней плиты
На панели инструментов нажмите иконку Рисование . В качестве эскизной плоскости укажите опорную плоскость TOP (в дереве конструирования или непосредственно на модели). В диалоговом окне Эскиз нажмите Эскиз . После чего, Вы должны войти в режим эскизирования.
В качестве привязок, если появилось окно Привязки , выберите систему координат PRT_CSYS_DEF. В диалоговом окне привязки нажмите ОК .
На панели инструментов эскиза выберите иконку Окружность . Постройте окружность произвольного радиуса с центром в точке начала координат, дважды нажмите на колесико мыши, выберите появившийся размер двойным нажатием и введите значение 90 мм, нажмите Enter .
Выберите иконку Создать прямоугольник, постройте прямоугольник как показано на рисунке 3 (200Х170) с началом в центре окружности, нарисуйте вторую окружность с центром в вершине прямоугольника.
Выберите иконку Создать линию, постройте четыре касательные к окружностям под углом 45°.
Задайте рабочую директорию c:\users\student\* .
Нажмите Файл > Новый .
Выберите тип Производство и подтип ЧПУ Сборка .
Введите имя PLITA_V и нажмите OK .
В менеджере меню нажмите Настройка > Единицы в появившемся окне выберите пункт Миллиметр.Килограмм.Секунда и нажмите Задать, в появившемся окне выбираем интерпретировать 1 мм = 1” и нажимаем ОК .
В менеджере меню нажмите Модель производства > Собрать > Ссылочная модель .
Выберите PLITA_V.PRT и нажмите Открыть . Появится модель, как показано на следующем рисунке
Ссылочная модель.
Закрепление заготовки. Курсором укажите систему координат сборки, а потом систему координат детали как показано на рисунке. Нажмите , ОК .
: Выбор привязок.
Нажмите Сделано / Возврат .
Создание заготовки.
Нажмите в менеджере меню Модель производства > Создать > Заготовка .
Введите PLITA_V_ZAG и нажмите OK .
Нажмите Твердотельный >Выступ
Нажмите Рисование . Выберите нижнюю плоскость детали и нажмите кнопку «Эскиз». Откроется меню Эскиза, в меню Привязки выберете в качестве привязки систему координат детали.
: Привязки .
Нарисуйте прямоугольник как показано на используя команды , , и нажмите Готово .
: Эскиз заготовки.
В менеджере меню нажмите Сделано .
Введите значение выступа 55мм убедитесь, что вытягивание происходит в тело детали и нажмите
Модель примет вид как показано на рисунке.
: Заготовка.
Рисунок 24: Окно настройки операции.
3.2. Нажмите [Параметры станка] в диалоговом окне Настройка операции.
Появится окно Настройка станка. Заполняем поля имя станка и управление ЧПУ согласно рисунку 25.
Текст готовой программы в СL-коде выглядит следующим образом:
$$* Pro/CLfile Version Wildfire 4.0 - M040
$$-> MFGNO / PLITA_V_MFG
PARTNO / PLITA_V_MFG
$$-> FEATNO / 2437
MACHIN / UNCX01, 1
$$-> CUTCOM_GEOMETRY_TYPE / OUTPUT_ON_CENTER
$$-> CUTTER / 0.472441
$$-> CSYS / 1.0000000000, 0.0000000000, 0.0000000000, 0.0000000000, $
0.0000000000, 1.0000000000, 0.0000000000, 0.0000000000, $
0.0000000000, 0.0000000000, 1.0000000000, 0.0000000000
SPINDL / RPM, 2000.000000, CLW
FEDRAT / 500.000000, IPM
GOTO / -0.3515327633, 2.4880299013, 0.0000000000
CIRCLE / -0.6299212598, 2.7664183978, 0.0000000000, $
GOTO / -0.2362204724, 2.7664183978, 0.0000000000
GOTO / -0.2362204724, 5.1075973502, 0.0000000000
CIRCLE / -0.6299212598, 5.1075973502, 0.0000000000, $
0.0000000000, 0.0000000000, 1.0000000000, 0.3937007874
GOTO / -0.3515327633, 5.3859858467, 0.0000000000
GOTO / -1.4197813323, 6.4542344157, 0.0000000000
CIRCLE / -0.0000000000, 7.8740157480, 0.0000000000, $
GOTO / 1.4197813323, 9.2937970803, 0.0000000000
GOTO / 2.4880299013, 8.2255485113, 0.0000000000
CIRCLE / 2.7664183978, 8.5039370079, 0.0000000000, $
0.0000000000, 0.0000000000, 1.0000000000, 0.3937007874
GOTO / 2.7664183978, 8.1102362205, 0.0000000000
GOTO / 6.6928980436, 8.1102362205, 0.0000000000
CIRCLE / 6.6928980436, 7.8740157480, 0.0000000000, $
GOTO / 6.9291185160, 7.8740157480, 0.0000000000
GOTO / 6.9291185160, -0.0000000000, 0.0000000000
CIRCLE / 6.6928980436, -0.0000000000, 0.0000000000, $
0.0000000000, 0.0000000000, -1.0000000000, 0.2362204724
GOTO / 6.6928980436, -0.2362204724, 0.0000000000
GOTO / 2.7664183978, -0.2362204724, 0.0000000000
CIRCLE / 2.7664183978, -0.6299212598, 0.0000000000, $
0.0000000000, 0.0000000000, 1.0000000000, 0.3937007874
GOTO / 2.4880299013, -0.3515327633, 0.0000000000
GOTO / 1.4197813323, -1.4197813323, 0.0000000000
CIRCLE / 0.0000000000, -0.0000000000, 0.0000000000, $
0.0000000000, 0.0000000000, -1.0000000000, 2.0078740157
GOTO / -1.4197813323, 1.4197813323, 0.0000000000
GOTO / -1.4197813323, 1.4197813323, 3.9370100000
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