Программы для чпу станков полный набор для начала работы. Разработка управляющей программы для станка с числовым программным управлением Разработка УП для механической обработки

CAM (англ.Computer-aided manufacturing ) - подготовка технологического процесса производства изделий, ориентированная на использование ЭВМ. Под термином понимаются как сам процесс компьютеризированной подготовки производства, так и программно-вычислительные комплексы, используемые инженерами-технологами.

Русским аналогом термина является АСТПП - автоматизированная система технологической подготовки производства. Фактически же технологическая подготовка сводится к автоматизации программирования оборудования с числовым программным управлением (2- осевые лазерные станки), (3- и 5-осевые фрезерные станки с ЧПУ; токарные станки, обрабатывающие центры; автоматы продольного точения и токарно-фрезерной обработки; ювелирная и объёмная гравировка).

CAM системы имеют очень широкое распространение. Примером таких систем могут быть NX CAM, SprutCAM, ADEM.

NX CAM - система автоматизированной разработки управляющих программ для станков с ЧПУ (числовым программным управлением) от компании Siemens PLM Software.

В зависимости от сложности детали применяется токарная обработка, фрезерная обработка на станках с тремя-пятью управляемыми осями, токарно-фрезерная,электроэрозионная обработка проволокой. Система обладает всеми возможностями для формирования траекторий инструмента для соответствующих типов обработки.

Кроме того, система имеет широкий набор встроенных средств автоматизации - от мастеров и шаблонов до возможностей программирования обработки типовых конструктивных элементов.

Генератор программ ЧПУ включает в себя стратегии обработки, предназначенные для создания программ с минимальным участием инженера.

Концепция мастер-модели является базой, на которой строится распределение данных между модулем проектирования и остальными модулями NX, в том числе и модулями CAM. Ассоциативная связь между исходной параметрической моделью и сформированной траекторией инструмента делает процесс обновления траектории быстрым и лёгким.

Для того чтобы программу можно было запустить на определённом станке, необходимо её преобразовать в машинные коды данного станка. Это делается с помощью постпроцессора. В системе NX существует специальный модуль для настройки постпроцессора для любых управляющих стоек и станков с ЧПУ. Основные настройки выполняются без использования программирования, однако возможно подключение специальных процедур на языке Tcl, что открывает широкие возможности по внесению в постпроцессор любых необходимых уникальных изменений.

NX CAM включает следующие элементы:

Токарная обработка;

3-х координатное фрезерование;

Высокоскоростное фрезерование;

5-координатное фрезерование;

Программирование многофункциональных станков;

Электроэрозионная обработка;

Визуализация процесса обработки;

Автоматизация программирования;

Пополняемая библиотека постпроцессоров;

Управление данными, связанными с обработкой;

Разработка технологических процессов;

Создание цеховой документации;

Управление ресурсами;

Средства обмена данными;

Средства моделирования в среде CAM.

Интерфейс программы NX CAM представлен на рисунке 2.1

Рисунок 2.1 – Интерфейс программы NX CAM

NX CAM обеспечивает колоссальную гибкость методов обработки и широчайшие возможности программирования для станков с ЧПУ. Система получила широкое распространение на промышленных предприятиях во всем мире .

Другим примером САМ систем является SprutCAM.

SprutCAM - программное обеспечение для разработки управляющих программ для оборудования с ЧПУ. Система поддерживает разработку УП для многокоординатного, электроэрозионного и токарно-фрезерного оборудования с учетом полной кинематической 3D-модели всех узлов в том числе.

Программа позволяет создавать 3D-схемы станков и всех его узлов и производить предварительную виртуальную обработку с контролем кинематики и 100 % достоверностью, что позволяет наглядно программировать сложное многкоординатное оборудование. Сейчас для свободного использования доступны более 45 схем различных типов станков.

SprutCAM используется в металло-, дерево-, обрабатывающей промышленности; для электроэрозионной, фрезерной, токарной, токарно-фрезерной, лазерной, плазменной и газовой обработке; при производстве оригинальных изделий, штампов, пресс-форм, прототипов изделий, деталей машин, шаблонов, а также гравировки надписей и изображений.

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

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

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

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

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

,
,

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

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

,
,

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

Структура систем ЧПУ

Структура СЧПУ без обратной связи выглядит следующим образом:

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

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

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

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

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

Разновидности СЧПУ

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

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

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

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

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

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

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

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

6. Обозначение адресов.

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

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

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

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

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

^ .

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

8. Таблица для постоянных циклов.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

PartMaker: автоматизированная разработка УП

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

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

Для станков-автоматов продольного точения - SwissCAM;

Для токарно-фрезерных станков - Turn-Mill;

Для токарных станков — Turn;

Для фрезерных станков — Mill;

Для электроэрозионных станков - Wire EDM.

Удобный интерфейс пользователя: легкое освоение ПО, быстрая разработка УП

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

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

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

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

Разработка УП для механической обработки

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

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

Контурное фрезерование;