G-код. Структура управляющей программы для станка с ЧПУ. Создание программ для станков с чпу Компоновка и основные узлы станка
Перед любым владельцем станка с ЧПУ встает вопрос выбора программного обеспечения. Софт, используемый для подобного технологического оборудования, должен быть многофункциональным и простым в использовании. Желательно приобретать лицензионные программные продукты. В этом случае программы для станков с ЧПУ не будут зависать, что позволит повысить эффективность производственных процессов.
Набор программного обеспечения для станков с ЧПУ
Выбор софта во многом зависит от типа оборудования и тех задач, которые пользователь намерен решить. Однако существуют универсальные программы, которые можно использовать практически для всех видов станков с ЧПУ. Наибольшее распространение получили следующие продукты:
1.
. Этот программный пакет был разработан для моделирования и проектирования изделий, изготавливаемых на станках. Он оснащен функцией автоматического генерирования моделей из плоских рисунков. Пакет программ ArtCAM содержит все необходимые инструменты для дизайна креативных изделий и создания сложных пространственных рельефов.
Стоит отметить, что данный софт позволяет использовать трехмерные шаблоны для создания проектов будущих изделий из простых элементов. Кроме того, программа позволяет пользователю вставлять один рельеф в другой, как в двухмерном рисунке.
2.
Универсальная программа управления LinuxCNC. Функциональным назначением этого софта является управление работой станка с ЧПУ, отладка программы обработки деталей и многое другое.
Подобный программный пакет можно использовать для обрабатывающих центров, фрезерных и токарных станков, а также машин для термической или лазерной резки.
Отличием этого продукта от других программных пакетов является то, что его разработчики частично совместили его с операционной системой. Благодаря этому программу LinuxCNC отличается расширенными функциональными возможностями. Скачать этот продукт можно совершенно бесплатно на сайте разработчика. Она доступна как в виде инсталяционного пакета, так и в виде LifeCD.
Пользовательский интерфейс этого программного обеспечения интуитивно понятный и доступный. Для бесперебойного функционирования софта на жестком диске компьютера должно быть не меньше 4 гигабайтов свободной памяти. Подробное описание программы LinuxCNC можно найти в свободном доступе в интернете.
3.
. У этого программного обеспечения огромная армия поклонников во всех странах мира. Софт используется для управления фрезерными, токарными, гравировальными и другими видами станков с ЧПУ. Этот пакет программ можно установить на любой компьютер с операционной системой Windows. Преимуществом использования данного софта является его доступная стоимость, регулярные обновления, а также наличие русифицированной версии, что облегчает использование продукта оператором, не владеющим английским языком.
4.
Mach4. Это новейшая разработка компании Artsoft. Mach4 считается преемницей популярной программы Mach3. Программа считается одной из самых быстрых. Ее принципиальное отличие от предыдущих версий заключается в наличии интерфейса, который взаимодействует с электроникой. Это новое программное обеспечение может работать с большими по объему файлами в любой операционной системе. Пользователю доступно руководство по использованию программы Mach4 на русском языке.
5.
MeshCAM. Это пакет для создания управляющих программ для станков с ЧПУ на основе трехмерных моделей и векторной графики. Примечательно, что пользователю необязательно обладать богатым опытом CNC-программирования, чтобы освоить этот софт. Достаточно обладать базовыми навыками работы на компьютере, а также точно задавать параметры, по которым будет производиться обработка изделий на станке.
MeshCAM идеально подходит для проектирования двухсторонней обработки любых трехмерных моделей. В этом режиме пользователь сможет быстро обрабатывать на станке объекты любой сложности.
6.
SimplyCam. Это компактная и многофункциональная система для создания, редактирования, сохранения чертежей в формате DXF. Это обеспечение генерирует управляющие программы и G-коды для станков с ЧПУ. Они создаются по растворным рисункам. Пользователь может создать изображение в одной из графических программ своего компьютера, а затем загрузить его в SimplyCam. Программа оптимизирует этот рисунок и переведет его в векторный чертеж. Пользователь также может использовать такую функцию, как ручная векторизация. В этом случае изображение обводится стандартными инструментами, которые используются в AutoCAD. SimplyCam создает траектории обработки изделий на станках с ЧПУ.
7.
CutViewer. Это программа имитирует обработку с удалением материала на двухосевых станках с ЧПУ. С ее помощью пользователь может получить визуализацию обрабатываемых заготовок и деталей. Использование этого софта позволяет повысить производительность технологического процесса, устранить имеющиеся ошибки в программировании, а также сократить временные затраты на проведение отладочных работ. Программа CutViewer совместима с широким спектром современного станочного оборудования. Ее действенные инструменты позволяют обнаружить серьезные ошибки в технологическом процессе и своевременно их устранить.
8.
CadStd. Это простая в использовании чертежная программа. Она используется для создания проектов, схем и графики любой сложности. С помощью расширенного набора инструментов этой программы пользователь может создать любые векторные чертежи, которые могут использоваться для проектирования фрезерной или плазменной обработки на станках с ЧПУ. Созданные DXF-файлы можно впоследствии загрузить в CAM-программы, чтобы генерировать правильные траектории обработки деталей.
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 |
- требуемый контур детали;
- эквидистанта;
- фреза.
Пусть Nx и Ny – количество импульсов по осям X и Y соответственно, тогда
,
,
где х и у – цены импульсов (дискреты), лежащие обычно в пределах 0,0050,01 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:
- программоноситель;
- дешифратор (устройство считывания);
- промежуточное устройство (запоминающее);
- силовой привод.
- сравнивающее устройство;
- усилитель;
- привод;
- датчик обратной связи.
БТК - блок технологических команд- программоноситель;
- магнитная головка;
- электронный блок;
- каналы (управляющие перемещением технологического оборудования и канал для команд);
- привод главного движения;
- двигатель подачи СОЖ;
- двигатель насоса гидросистемы станка;
- усилители;
- силовые приводы (двигатели постоянного тока);
- датчики обратной связи;
- рабочие органы станка;
- 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 |
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. |
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. |
% 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
Информация о порядке обработки изделия на станке вводится по кадрам. КАДР - это часть управляющей программы, вводимая и обрабатываемая как единое целое и содержащая не менее одной команды.
В каждом кадре записывается только та часть программы, которая изменяется по отношению к предыдущему кадру.
Кадр состоит из слов, определяющих назначение следующих за ними данных.
Например:
N3 - порядковый номер кадра
G02 - подготовительная функция
(G01 - перемещение по прямой к точке
G02,G03 - круговая интерполяция по часовой или против)
X - Координаты конеченой точки перемещения по осям, Y - (например, X+037540 (375,4мм)
Координаты центра дуги при круговой интерполяции
F4 - код подачи (например, F0060 (60мм/мин)) S2 - код частоты вращения шпинделя T2 - номер инструмента
M2 - вспомогательная функция (смена инструмента, смена стола, включение охлаждения, зажим заготовки...).
L3 -ввод и отмена коррекции геометрической информации.
LF - конец кадра.
Чтобы составить программу перемещения рабочих органов станка надо связать с ним определенную систему координат. Ось Z выбирается параллельно оси главного шпинделя станка, ось X всегда горизонтальна. При составлении программы пользуются понятием нулевой, исходной и фиксированной точки.
Подготовка управляющей программы включает:
1.Анализ чертежа детали и выбор заготовки.
Выбор станка по его технологическим возможностям (размеры, возможности интерполяции, количество инструментов и т.д.).
Разработка технологического процесса изготовления детали, выбор режущего инструмента и режимов резания.
4.Выбор системы координат детали и исходной точки для инструмента.
5.Выбор способа крепления заготовки на станке.
Простановка опорных точек, построение и расчет перемещения инструмента.
Кодирование информации
Запись программы на программоноситель, ее редактирование и отладка.
Применение станков с ЧПУ значительно обострило проблему использования человека в производственных условиях. Выполнение всех
действий
по изготовлению детали станком в
автоматическом режиме оставило человеку
наиболее тяжелую и не творческую работу
по установке и снятию заготовок.
Поэтому, одновременно с развитием
станочных систем с ЧПУ, велись работы
по созданию систем способных заменить
человека при выполнении специфических
действий, требующих применения "РУЧНОГО"
труда.
Фрезерный станок и многооперационный станок (обрабатывающий центр) с числовым программным управлением
3.3 Промышленные роботы
Промышленный робот (ПР) это механический манипулятор с программным управлением.
Манипулятор - механическое устройство, имитирующее или заменяющее действия человеческих рук на обьект производства.
Промышленные роботы подразделяются на технологические (изме-
няющие свойства обьекта) и транспортные.
Технологический робот производит сварку, транспортный робот перемещает заготовки в зону обработки.
По грузоподьемности подразделяются на:
Масса
обьекта сверхлегкие до 1 кг легкие
1 - 10 кг средние 10 -100 кг
тяжелые 100- 1000 кг сверхтяжелые
более 1000 кг
Сверхлегкие роботы собирают прибор, тяжелый робот перемещает крупногабаритные заготовки.
ПР подразделяются также по количеству степеней свободы рабочего органа, по системе ЧПУ (замкнутая и незамкнутая, контурная и позиционная, CNC, DNC, HNC).
Зона обслуживания транспортного робота и траектория перемещения заготовки
В настоящее время широкое распространение получили транспортные роботы, осуществляющие загрузку технологического оборудование, доставку заготовок со склада и транспортировку деталей на склад. При производстве штамповочных операций транспортные роботы осуществляют подачу заготовок на штамп и снятие их.
Широкое применение получили роботы производящие сварку кузовов автомобилей, их окраску. Роботы применяются при сборке радиоэлектронной аппаратуры, часов и др. приборов.
В совокупности с технологическим оборудованием с системами ЧПУ промышленные роботы образуют базу для комплексной автоматизации производства.
Роботы сваривают кузова легковых автомобилей и устанавливают деревянные панели на станок для обработки (примеры применения роботов)
Контрольные вопросы:
1.Какие системы ЧПУ позволяют обрабатывать сферические поверхности на токарных станках?
2.Какие системы ЧПУ целесообразно применять на сверлильных станках?
3.По скольки координатам возможна интерполяция при обработке заготовок на токарных станках? - на фрезерных станках?
4.Чем отличаются системы циклового программного управления от систем ЧПУ?
5.Какие функции выполняют промышленные роботы?
Образец вопросов карты тестового контроля.
На каких операциях целесообразно применение систем ЧПУ с контурным управлением?
А). При точении ступенчатых валиков.
Б) . При фрезеровании поверхностей двойной кривизны.
В). При обработке отверстий в печатных платах.
Какие виды роботов применяются при окраске сложнопрофильных деталей? А). Технологические с контурным управлением.
Б). Крупногабаритные с позиционным управлением.
В). Транспортные с контурным управлением.
Можно писать управляющие программы на компьютере в блокноте, особенно если с математикой хорошо и много свободного времени. Или можно сразу на станке, и пусть весь цех подождет, да и заготовку лишнюю не жалко. Есть еще третий способ написания – лучше еще не придумали.
Станок с ЧПУ обрабатывает заготовку по программе в G-кодах. G-код – это набор стандартных команд, которые поддерживают станки с ЧПУ. Эти команды содержат информацию, где и с какой скоростью двигать режущий инструмент, чтобы обработать деталь. Передвижение режущего инструмента называется траекторией. Траектория инструмента в управляющей программе состоит из отрезков. Эти отрезки могут быть прямыми линиями, дугами окружностей или кривыми. Точки пересечения таких отрезков называются опорными точками. В тексте управляющей программы выводятся координаты опорных точек.
Пример программы в G-кодах
|
Текст программы |
Описание |
|
Задаем параметры: плоскость обработки, номер нулевой точки, абсолютные значения |
|
|
Вызов инструмента с номером 1 |
|
|
Включение шпинделя – 8000 об/мин |
|
|
Ускоренное перемещение в точку X-19 Y-19 |
|
|
Ускоренное перемещение на высоту |
|
|
Линейное перемещение инструмента в точку ХЗ Y3 с подачей F = 600 мм/мин |
|
|
Перемещение инструмента по дуге радиусом 8 мм в точку X8 Y3 |
|
|
Выключение шпинделя |
|
|
Завершение программы |
Есть три метода программирования станков с ЧПУ:
- Вручную.
- На станке, на стойке с ЧПУ.
- В CAM-системе.
Вручную
Для ручного программирования вычисляют координаты опорных точек и описывают последовательность перемещения от одной точки к другой. Так можно описать обработку простой геометрии, в основном для токарной обработки: втулки, кольца, гладкие ступенчатые валы.
Проблемы
Вот с какими проблемами сталкиваются, когда программу на станок пишут вручную:
- Долго . Чем больше строк кода в программе, тем выше трудоемкость изготовления детали, тем выше себестоимость этой детали. Если в программе получается больше 70 строк кода, то лучше выбрать другой способ программирования.
- Брак. Нужна лишняя заготовка на внедрение, чтобы отладить управляющую программу и проверить на зарезы или недорезы.
- Поломка оборудования или инструмента. Ошибки в тексте управляющей программы, помимо брака, также могут привести и к поломке шпинделя станка или инструмента.
У деталей, для которых программы пишут вручную, очень высокая себестоимость.
На стойке с ЧПУ
На стойке с ЧПУ программируют обработку детали в диалоговом режиме. Наладчик станка заполняет таблицу с условиями обработки. Указывает, какую геометрию обрабатывать, ширину и глубину резания, подходы и отходы, безопасную плоскость, режимы резания и другие параметры, которые для каждого вида обработки индивидуальны. На основе этих данных стойка с ЧПУ создает G-команды для траектории движения инструмента. Так можно программировать простые корпусные детали. Чтобы проверить программу, наладчик запускает режим симуляции на стойке с ЧПУ.
Проблемы
Вот с какими проблемами сталкиваются, когда программу пишут на стойке:
- Время. Станок не работает, пока наладчик пишет программу для обработки детали. Простой станка – это потерянные деньги. Если в программе получается больше 130 строк кода, то лучше выбрать другой способ программирования. Хотя на стойке с ЧПУ, конечно, написать программу быстрее, чем вручную.
- Брак. Стойка с ЧПУ не сравнивает результат обработки с 3D-моделью детали, поэтому симуляция на стойке с ЧПУ не показывает зарезы или положительный припуск. Для отладки программы нужно заложить лишнюю заготовку.
- Не подходит для сложнопрофильных деталей. На стойке с ЧПУ не запрограммировать обработку сложнопрофильных деталей. Иногда для конкретных деталей и типоразмеров производители стоек ЧПУ под заказ делают специальные операции.
Пока идет создание программы на стойке, станок не приносит деньги производству.
В SprutCAM
SprutCAM – это CAM-система. CAM – сокращение от Computer-Aided Manufacturing. Это переводят как «изготовление при помощи компьютера». В SprutCAM загружают 3D-модель детали или 2D-контур, затем выбирают последовательность изготовления детали. SprutCAM рассчитывает траекторию режущего инструмента и выводит ее в G-кодах для передачи на станок. Для вывода траектории в G-код используют постпроцессор. Постпроцессор переводит внутренние команды SprutCAM на команды G-кода для станка с ЧПУ. Это похоже
на перевод с иностранного языка.
Принцип работы в SprutCAM представлен в этом видео:
Преимущества
Вот какие плюсы при работе со SprutCAM:
- Быстро. Сокращает время на создание программ для станков с ЧПУ на 70 %.
- Внедрение без лишней заготовки. Программа проверяется до запуска на станке.
- Исключает брак. По отзывам наших пользователей, SprutCAM сокращает появление брака на 60 %.
- Контроль столкновений. SprutCAM контролирует соударения с деталью или рабочими узлами станка, врезания на ускоренной подаче.
- Обработка сложнопрофильных деталей. В SprutCAM для многоосевых операций используют 13 стратегий перемещения инструмента по поверхности детали и 9 стратегий управления осью инструмента. SprutCAM автоматически контролирует угол наклона и рассчитывает безопасную траекторию обработки, чтобы не было соударений державки или режущего инструмента с заготовкой.
Составление управляющей программы для своего станка с ЧПУ возможно в полнофункциональной версии SprutCAM . Ее нужно скачать и запустить. После установки необходимо будет пройти регистрацию. Сразу после регистрации SprutCAM начнет работать.
Для тех кто только начал пробовать, мы предоставляем 30 дневную полнофункциональную бесплатную версию программы!
SprutCAM – это 15 конфигураций, в том числе две спецверсии: SprutCAM Практик и SprutCAM Robot. Чтобы узнать, какая конфигурация подходит для вашего оборудования и сколько она стоит, звоните по телефону 8-800-302-96-90 или пишите на адрес info@сайт.
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
