Програми для чпу верстатів повний набір для початку роботи. Розробка програми для верстата з числовим програмним управлінням Державна освітня установа

Керуюча програма для верстата з ЧПУ – складова верстатного обладнання з числовим програмним керуванням. З її допомогою забезпечується автономне або напівавтономне оброблення заготовок. Цей компонент дозволяє отримати якісне та точне виготовлення деталей, що мають складні форми. Розробка керуючої програми потребує спеціальних навичок.

Призначення

Керуюча програма забезпечує контроль над верстатами на числовому програмному управлінні. без необхідності постійного стеження. Вона є комплексом команд, які подаються робочому обладнанню.

За допомогою команд:

• переміщуються інструменти;
• переміщуються заготівлі;
• контролюється швидкість обробки.

Написання програми здійснюється під конкретні заготівлі. Для створення необхідно встановити на комп'ютер спеціальну програму. Наявність такого софту дозволить створити методики контролю самостійно за наявності базових навичок.

Програмне керування буває дискретним та контурним. Перший варіант використовується для обробки заготовок із простими формами. Він дає змогу виконати базові функції. УП другого типу призначений для складної обробки. Він найчастіше використовується на токарних та . Обробка здійснюється залежно від характеристик приладу. На основі виконуються задані функції.

Щоб створити технологічну операцію, необхідно отримати інформацію про:

• поверхні деталі;
• робочі інструменти;
• величині припуску;
• числі проходів кожної поверхні;
• режим різання.

Також необхідно запам'ятати, в якому положенні інструменти були спочатку, і по якій траєкторії вони рухатимуться. Визначення траєкторії обчислюється з урахуванням координат опорних точок.

За допомогою програми, що управляє, можна виконати:

• токарні роботи;
• фрезерування;
• шліфувальні роботи.

Софт може використовуватися для кількох завдань одразу.

Його можна скачати в інтернеті безкоштовно, або ж скористатися платними програмами. Платні програми можуть відрізнятися наявністю додаткових можливостей.

створення

Методика створення УП включає кілька етапів. На першому етапі створення програми, що управляє, будується цифрова модель виробу. Після цього проводиться програмний аналіз. З його допомогою модель можна поділити на точки, щоб розробити систему координат. Нею рухатимуться інструменти та заготівля під час роботи.

Створити програму без тривимірної моделі виробу не вдасться.Це завдання виконується спеціалістом. Також готові моделі можна завантажити в інтернеті, але немає гарантії, що вони підійдуть для потрібної роботи.

При виготовленні програм для верстатів з ЧПУ можна використовувати системи автоматизованого програмування, найпопулярнішими з яких є:

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

За допомогою програмного забезпечення можна змінити характеристики виробу. Чим більше буде зібраної інформації, тим точнішою буде обробка. На завершальному етапі розробляються команди, що управляють, які будуть об'єднані у файл.

Обробкою файлу займатиметься процесор. Інформація з файлу зчитується послідовно. Тому команди виконуються одна за одною. Програму легко записати на звичайному комп'ютері та підключити за допомогою флешки. Потім вона буде записана в пам'ять комп'ютера, що управляє верстатом, і використовувати її не знадобиться. З програмою можна буде здійснювати серійну розробку деталей.

Основною складовою програм є G-код. Він складається із числових символів. Символи числової системи можуть бути різними командами:

• технологічними;
• геометричними;
• підготовчими;
• допоміжними.

Перший тип відповідає за визначення робочого інструменту, швидкість обробки, включення та вимкнення приладу. Другий тип визначає та контролює задані координати. Третій тип дозволяє програмі керувати верстатом, а також задає режими виробництва. Останній тип включає та вимикає окремі механізми. Розібратися в коді може технолог програміст.

При покупці обладнання слід інструкція, в якій зазначено, як правильно створювати числове програмне керування, та використовувати різні типи команд.

Види програм

Під час створення програми для верстатів необхідно врахувати цілий комплекс питань:

• на яких оборотах здатний працювати шпиндель;
• на яких швидкостях може працювати;
• з якою продуктивністю здатний працювати верстат;
• наскільки може рухатися робочий інструмент;
• скільки інструментів може використати верстат.

Більшість питань пов'язані з характеристиками верстата. Для визначення необхідних даних достатньо скористатися інструкцією, яка слідує разом з обладнанням при його купівлі. Деякі керовані верстати можуть мати додаткові функції. Їх також потрібно враховувати під час програмування, інакше обробка може здійснюватися неточно. Список додаткових функцій також міститься в інструкції.

Немає універсальних програм передачі команд верстату. Список найбільш затребуваних складається з програм для:

• розроблення тривимірних моделей;
• швидкого перегляду та редагування тривимірних моделей;
• конвертацію файлів з одного формату в інший;
• створення та попереднього перегляду УП;
• виконання завдань на верстаті.

Керуючі програми дозволяють верстатам виготовляти складні вироби. Деталі зі складної форми можуть бути виготовлені із деревини, металу, каменю. На спеціальних верстатах можна обробити менш використовувані матеріали.

Переваги

Керуюча програма допомагає просити виробничий процес у кілька разів. На верстатах з ЧПУ не потрібно більше одного, і працює за простою методикою. УП економлять час та підвищують точність обробки.

Вони використовуються при:

• виготовлення рекламних банерів;
• дизайнерське оформлення приміщення;
• порізці та розкрої листового матеріалу;
• виготовлення сувенірних виробів

За допомогою сучасних додатків скласти керуючу програму може людина, яка не має освіти в галузі програмування. Завдяки підтримці різних операційних систем запустити УП можна практично на будь-якому комп'ютерному пристрої, пов'язаному зі верстатом із системою числового програмного управління. Недолік програмних додатків полягає у періодичному виникненні помилок.

Види помилок

Помилки виникають найчастіше розробки УП обробки деталей, мають складні форми. Найчастішою причиною є недостатня підготовка оператора-програміста.Тому УП мають розроблятися підготовленими працівниками.

Помилки бувають трьох типів:

• герметичного;
• технологічного;
• перфораційного.

Перший вид помилок виникає на етапі розрахунків. Найчастіше вони пов'язані з порушенням параметрів заготівлі, обчисленні координат опорних точок, визначення становища робочих інструментів верстатного приладу.

Технологічні помилки виникають, коли верстат налаштовується. Їх причина полягає в неправильно заданій швидкості, параметрів обробки та інших команд, що задаються для обладнання з ЧПУ. Третій тип помилок виникає у перфорованій стрічці або перфораторі.

Можна писати керуючі програми на комп'ютері в блокноті, особливо, якщо з математикою добре і багато вільного часу. Або можна відразу на верстаті, і нехай весь цех зачекає, та й зайву заготовку не шкода. Є ще третій спосіб написання – краще ще не вигадали.

Верстат із ЧПУ обробляє заготівлю за програмою в G-кодах. G-код – це набір стандартних команд, які підтримують верстати з ЧПУ. Ці команди містять інформацію, де і з якою швидкістю рухати різальний інструмент, щоб обробити деталь. Пересування різального інструмента називається траєкторією. Траєкторія інструменту в програмі, що управляє, складається з відрізків. Ці відрізки можуть бути прямими лініями, дугами кіл або кривими. Точки перетину таких відрізків називаються опорними точками. У тексті програми, що управляє, виводяться координати опорних точок.

Приклад програми в G-кодах

Є три методи програмування верстатів з ЧПУ:

1. Вручну.
2. На верстаті, на стійці з ЧПУ.
3. У CAM-системі.

Вручну

Для ручного програмування обчислюють координати опорних точок та описують послідовність переміщення від однієї точки до іншої. Так можна описати обробку простої геометрії, в основному для токарної обробки: втулки, кільця, гладкі ступінчасті вали.

Проблеми

Ось із якими проблемами стикаються, коли програму на верстат пишуть вручну:

- Довго. Чим більше рядків коду в програмі, тим вища трудомісткість виготовлення деталі, тим вища собівартість цієї деталі. Якщо в програмі виходить більше 70 рядків коду, краще вибрати інший спосіб програмування.

- Шлюб.Потрібна зайва заготівля на використання, щоб налагодити керуючу програму і перевірити на зарізи або недорізи.

- Поломка обладнання чи інструменту.Помилки в тексті керуючої програми, крім шлюбу, можуть призвести і до поломки шпинделя верстата або інструменту.

Деталі, для яких програми пишуть вручну, мають дуже високу собівартість.

На стійці з ЧПУ

На стійці з ЧПУ програмують обробку деталі у діалоговому режимі. Налагоджувач верстата заповнює таблицю з умовами обробки. Вказує, яку геометрію обробляти, ширину та глибину різання, підходи та відходи, безпечну площину, режими різання та інші параметри, які для кожного виду обробки індивідуальні. На основі цих даних стійка з ЧПУ створює G-команди для траєкторії руху інструменту. Так можна програмувати звичайні корпусні деталі. Щоб перевірити програму, наладчик запускає режим симуляції на стійці з ЧПУ.

Проблеми

Ось із якими проблемами стикаються, коли програму пишуть на стійці:

- Час.Верстат не працює, поки наладчик пише програму обробки деталі. Простий верстат – це втрачені гроші. Якщо в програмі виходить більше 130 рядків коду, краще вибрати інший спосіб програмування. Хоча на стійці з ЧПУ, звісно, ​​написати програму швидше, ніж вручну.

- Шлюб.Стійка з ЧПУ не порівнює результату обробки з 3D-моделлю деталі, тому симуляція на стійці з ЧПУ не показує зарізи або позитивний припуск. Для налагодження програми потрібно закласти зайву заготівлю.

- Не підходить для складнопрофільних деталей.На стійці з ЧПУ не запрограмувати обробку складнопрофільних деталей. Іноді для конкретних деталей та типорозмірів виробники стійок ЧПУ на замовлення роблять спеціальні операції.

Поки йде створення програми на стійці, верстат не дає грошей виробництву.

У SprutCAM

SprutCAM – це CAM-система. CAM – скорочення від Computer-Aided Manufacturing. Це перекладають як "виготовлення за допомогою комп'ютера". SprutCAM завантажують 3D-модель деталі або 2D-контур, потім вибирають послідовність виготовлення деталі. SprutCAM розраховує траєкторію ріжучого інструменту та виводить її в G-кодах для передачі на верстат. Для виведення траєкторії в G-код використовують постпроцесор. Постпроцесор переводить внутрішні команди SprutCAM на команди G-коду для верстата з ЧПУ. Це схоже
на переклад із іноземної мови.

Принцип роботи в SprutCAM представлений у цьому відео:

Переваги

Ось які плюси при роботі зі SprutCAM:

- Швидко.Скорочує час створення програм для верстатів з ЧПУ на 70 %.

- Використання без зайвої заготівлі.Програма перевіряється до запуску на верстаті.

- Виключає шлюб.За відгуками наших користувачів, SprutCAM скорочує появу шлюбу на 60%.

- Контроль зіткнень. SprutCAM контролює зіткнення з деталлю або робочими вузлами верстата, врізання на прискореній подачі.

- Обробка складнопрофільних деталей.У SprutCAM для багатоосьових операцій використовують 13 стратегій переміщення інструменту поверхнею деталі і 9 стратегій управління віссю інструменту. SprutCAM автоматично контролює кут нахилу та розраховує безпечну траєкторію обробки, щоб не було зіткнень державки або ріжучого інструменту із заготівлею.

Складання керуючої програми для свого верстата з ЧПУ можливе у повнофункціональній версії SprutCAM. Її потрібно завантажити та запустити. Після встановлення потрібно буде пройти реєстрацію. Відразу після реєстрації SprutCAM почне працювати.

Для тих хто тільки почав пробувати, ми надаємо 30-денну повнофункціональну безкоштовну версію програми!

SprutCAM – це 15 конфігурацій, у тому числі дві спецверсії: SprutCAM Практик та SprutCAM Robot. Щоб дізнатися, яка конфігурація підходить для вашого обладнання та скільки вона коштує, телефонуйте за номером 8-800-302-96-90 або пишіть на адресу info@сайт.

2.1. Влаштування системи чпу 2р22

Система ЧПУ 2Р22 призначена для видачі програми, що управляє (УП) на виконавчі органи токарних верстатів. Ця система виконує такі функції: введення програми, що управляє, з клавіатури пульта управління або програмоносія; відпрацювання та редагування керуючої програми безпосередньо на верстаті; складання керуючої програми за зразком, коли обробка першої деталі ведеться в ручному, а обробка наступних деталей – автоматичному режимі; введення постійних циклів у діалоговому режимі; використання складних циклів багатопрохідної обробки; виведення керуючої програми на програмоносій та виконання низки інших функцій.

Більш розвинене порівняно з системою ЧПУ «Електроніка НЦ-31» функціональне програмне забезпечення, що зберігається в постійній пам'яті пристрою, включення до нього складних циклів багатопрохідної обробки дозволяють зменшити обсяг інформації, що вводиться, і спростити складання керуючої програми.

Технічна характеристика системи ЧПУ 2Р22 наведено у табл. 2.

Таблиця 2

Технічна характеристика пристрою ЧПУ 2Р22

Продовження табл. 2

Закінчення табл. 2

Сусідні файли у папці Підручники

studfiles.net

Розробка керуючих програм для верстатів з ЧПУ, сторінка 5

Розробка керуючих програм для обладнання з ЧПУ полягає не лише у визначенні геометрії оброблюваного профілю деталі та розрахунку траєкторії руху інструменту щодо деталі. Цей процес вимагає знань та досвіду у виборі різальних інструментів (особливо для багатоцільових верстатів, де часто необхідно автоматично змінювати велику кількість різальних інструментів), методів розміщення, базування та закріплення заготовки на верстаті, визначення швидкостей обертання шпинделя та величин подач, призначення глибини різання для кожного проходу тощо. І, звичайно ж, потрібне добре знання обладнання, для якого розробляється УП. Кожен верстат має свої особливості, як у конструкції його механічних вузлів, і у системі управління. Тому перед тим, як розпочати розробку керуючої програми, необхідно ретельно опрацювати інструкції з програмування та обслуговування, що надаються виробником даного верстата. Добре вивчити підготовчі функції G та допоміжні команди М, які реалізуються системою управління даного верстата, які функції працюють за умовчанням, тобто активізуються в момент включення системи управління, а які функції потребують особливого виклику.

(Наприкінці цього розділу представлена ​​деяка інформація щодо стандартних підготовчих функцій G та допоміжних команд М, що використовуються на переважній кількості сучасних верстатів з ЧПУ).

Раніше вже описувалися методи вибору системи координат та нульової точки на деталі, так само як і подання розмірної інформації на кресленні деталі (наприклад, необхідність перерахунку координат опорних точок, подання їх в абсолютній або відносній системі відліку, переробка інформації у табличну форму тощо) .).

Розглянемо тепер, яку інформацію потрібно мати для програмування обробки деталі на верстаті з ЧПУ. Щодо деталі це:

· Розмір заготівлі;

· Закріплення деталі на верстаті.

· Матеріал деталі;

· Припуск на обробку;

· Задана шорсткість поверхні;

· заданий допуск на обробку різних елементів деталі;

· Жорсткість деталі;

Розмір заготівлі має бути в межах допуску, передбаченого для цього випадку. Якщо це не так, необхідно передбачити попередню операцію, яка може бути із застосуванням будь-якого універсального обладнання, для видалення зайвого припуску.

Перед установкою та закріпленням деталі на верстаті з ЧПУ бажано підготувати її базові поверхні, наприклад, торець та дві кромки, які могли б бути використані для точного базування деталі у пристосуванні або безпосередньо на столі верстата. Деякі сучасні верстати, особливо багатоцільові верстати, що мають автоматичну зміну інструменту з інструментальним магазином, дозволяють здійснювати автоматичний контроль якості базування деталі на верстаті шляхом обмацування за програмою певних визначальних поверхонь на щупом вимірювальної головки, яка в потрібний момент перед обробкою автоматично встановлюється в шпиндель верстата. Після обмацування спеціальна програма системи управління визначає фактичну систему координат деталі та її розташування щодо системи координат верстата. В результаті розраховуються необхідні зсуви по координатних осях верстата, які використовуються для введення корекцій в керуючу програму.

Матеріал оброблюваної деталі визначає ефективну швидкість різання, вибір і тип рідини, що охолоджує, швидкість подачі про геометрію інструменту. При програмуванні необхідно використовувати відповідні допоміжні команди (наприклад, увімкнення або вимкнення охолоджувальної рідини тощо)

Для видалення припуску, з погляду економіки, бажано призначати якнайменше число проходів. В ідеальному випадку це два проходи – один чорновий, а другий чистовий. Однак кількість проходів залежить від міцності різального інструменту, матеріалу та конфігурації деталі, а також від потужності приводу верстата. 26

Задана шорсткість поверхні та допуск на обробку окремих елементів деталі великою мірою визначають технологічний процес. Крім того, вони впливають на параметри інтерполяції заданого контуру.

Жорсткість деталі дуже впливає на спосіб закріплення деталі, вибір конструкції і місця розташування затискних пристроїв. Визначаючи місце розташування затискних пристроїв, треба враховувати траєкторію руху інструменту в процесі обробки різних поверхонь деталі.

2.2.3. Адресна система запису керуючих програм.

Складання програм для систем, призначених для роботи зі верстатами типу “обробні центри”, проводиться відповідно до рекомендацій, вироблених Міжнародною організацією зі стандартизації (IS0) та прийнятими в нашій країні.

Підготовка керуючих програм може здійснюватися або в ручному режимі, або за допомогою систем автоматизації програмування (САП), або в діалоговому режимі безпосередньо на верстаті або із застосуванням систем CAD/CAM. Однак у будь-якому випадку керуюча програма в кінцевому вигляді подається в ISO коді.

Цей код заснований на двійково-десятковій системі числення, де кожен десятковий розряд виражається якимись двійковими знаками (в одному рядку перфострічки), а окремі розряди розташовуються послідовно (по рядках), як у десятковій системі числення.

Крім того, стандарт передбачає використання кадрового запису інформації, коли в одному блоці на ділянці перфострічки (званому кадром) записується вся інформація, що відноситься до переміщення з однієї опорної точки до іншої. Іноді кадр несе лише технологічну інформацію до виконання будь-яких команд без переміщення.

vunivere.ru

Розробка програм для верстатів з ЧПУ, сторінка 2

Операційна карта містить опис переходів із зазначенням обладнання, оснащення та режимів різання. У ній же вказуються взаємне розташування базових поверхонь деталі, затискного пристрою та інструменту при описі різних установок і переходів.

Карта налагодження верстата містить: номер креслення та найменування деталі; модель верстата з ЧПУ; номер керуючої програми; тип та матеріал заготівлі; шифр пристосувань для затиску заготовки та силу її затиску; координати вихідних положень робочих органів верстата; діапазон частот обертання шпинделя; вказівки про включення охолодження; шифр інструментів із зазначенням номерів їх позицій та блоків корекцій. У карті налагодження наводиться ескіз, що пояснює схему кріплення заготівлі даної установки на верстаті.

Карта налагодження інструменту використовується при налаштуванні інструментальних блоків поза верстатом та встановлення їх на верстаті відповідно до обраного налагодження /у відповідні гнізда інструментального магазину за його наявності на верстаті/. 14

Маючи всі необхідні елементи, приступають до налагодження верстата, яка включає наступні процедури:

1. Встановлення затискного пристрою на верстаті та закріплення в ньому деталі.

2. Підбір, згідно з картою налагодження, ріжучого інструменту та допоміжного оснащення для кріплення інструменту. Перевірка стану інструменту та монтаж інструментальних блоків.

3. Поєднання координат деталі, пристосування, інструменту та верстата. Виставка нульових точок.

4. Розмірна настройка різального інструменту, якщо вона не була виконана на спеціальному пристрої поза верстатом. Введення необхідних корекцій розмір інструменту за допомогою спеціальних коректорів, розташованих на пульті управління.

5. Введення програми, що управляє. Якщо пристрій оснащено оперативною системою ЧПУ на мікропроцесорі, програму вводять з пульта управління без проміжного програмоносія.

Після завершення всіх операцій налагодження приступають до перевірки УП на верстаті. Спочатку програму проганяють у «Холосому режимі» без обробки деталі. Деякі системи ЧПУ дозволяють здійснити прогін програми на прискореному ході, значно скорочуючи загальний час перевірки УП. У цьому перевіряється правильність вибору нульових точок, виконання технологічних команд, правильність виконання допоміжних рухів, відсутність помилок у перфострічці.

Після усунення всіх виявлених помилок приступають до пробної обробки деталі. Спочатку обробку проводять у покадровому режимі, тобто. після виконання всіх рухів та команд, заданих у кадрі, автоматичний режим переривається та верстат зупиняється. Виклик наступного кадру здійснюється оператором з пульта керування лише після перевірки правильності відпрацювання попереднього кадру та введення необхідних корекцій. При такій перевірці виявляються всі можливі помилки, включаючи помилки завдання технологічних режимів різання, величини швидкості подачі, частоти обертання шпинделя, глибини різання і т.п.

У разі обробки складної та дорогої заготівлі, відпрацювання програми проводять на дерев'яній чи пластмасовій моделі. Першу оброблену деталь ретельно заміряють і за результатами контролю програму вносять необхідні корекції.

Завершується послідовність підготовки програми та підготовки виробництва запуском у обробку всієї партії деталей.

Найбільш важливим етапом у всій даній функціональній схемі є етап «Розрахунок програми», який включає наступні процедури:

1. Вибір системи координат. Вибрана система координат служить для перерахування всіх розмірів заданих на кресленні деталі, координати опорних точок її контуру. При виборі системи координат деталі для спрощення обчислень переважно координатні площини поєднувати з поверхнями технологічних баз або розташовувати їх паралельно. Координатні осі краще поєднувати з розмірними лініями, щодо яких проставлено найбільше розмірів або з осями симетрії. Якщо деталь симетрична, раціонально використовувати вісь симетрії як одну з осей системи координат. Напрямок координатних осей бажано вибирати таким самим, як і в системі координат верстата.

2. Розрахунок опорних точок на контурі деталі (рис. 2.2 а, 2.2 б). Опорними точками є точки, де змінюється математичний закон, який описує заданий контур. Це точки перетину, початку чи кінця геометричних елементів. Як правило, розрахунок контуру деталі виконується по середині поля допуску на розмір або за номінальним розміром, з наступним введенням корекції на цей програмований розмір з пульта управління системи в залежності від результатів вимірювання обробленої деталі.

3. Розрахунок еквідистанти (рис.2.2в.). Траєкторія інструмента розраховується для певної точки: для кінцевої фрези це центр основи, а для різців - центр закруглення при вершині. Траєкторія центру інструменту площині обробки є эквидистанту, тобто. геометричне місце точок, рівновіддалених від контуру деталі на відстань, що дорівнює радіусу інструмента. Опорні точки на еквідистанті визначаються за розрахованими координатами опорних точок на профілі деталі.

У деяких випадках еквідистант може розраховуватися безпосередньо за розмірами на кресленні деталі, без попереднього розрахунку опорних точок на профілі деталі.

Мал. 2.2 а. Креслення деталі

Мал. 2.2.б Визначення опорних точок на контурі деталі та розрахунок їх координат.

Мал. 2.2. в. Побудова еквідистанти та перерахунок координат опорних точок на еквідистанті.

vunivere.ru

Лекція - Основні принципи розробки програм для обладнання з ЧПУ - файл 1.doc

1. необхідний контур деталі;
2. еквідистанта;
3. фрези.

Нехай Nx та Ny – кількість імпульсів по осях X та Y відповідно, тоді

,
,

де х і у – ціни імпульсів (дискрети), які зазвичай лежать у межах 0,0050,01 мм.

Крокові двигуни є низькомоментними та у верстатах не використовуються. У верстатах використовуються двигуни постійного струму, для яких необхідно обчислити швидкість переміщення вздовж осей координат:

,
,

де
– час переміщення по прямій в даній точці апроксимації, [с], ^ – швидкість подачі, [мм/хв], l – довжина ділянки апроксимації в даній точці, причому

Структура систем ЧПУ

Структура СЧПУ без зворотного зв'язку виглядає так:

1. програмоносій;
2. дешифратор (пристрій зчитування);
3. проміжний пристрій (що запам'ятовує);
4. силовий привід.

1. порівнюючий пристрій;
2. підсилювач;
3. привід;
4. датчик зворотного зв'язку.

1. програмоносій;
2. магнітна головка;
3. електронний блок;
4. канали (керуючі переміщенням технологічного обладнання та канал для команд);
5. привід головного руху;
6. двигун подачі СОЖ;
7. двигун насоса гідросистеми верстата;
8. підсилювачі;
9. силові приводи (двигуни постійного струму);
10. датчики зворотного зв'язку;
11. робочі органи верстата;
12. ходові гвинти.

Різновиди ВЧПУ

Розрізняють позиційні та контурні СЧПУ. Позиційні СЧПУ управляють лише переміщенням робочих органів у ті чи інші точки. Наприклад, при свердлінні отворів у друкованих платах необхідно задавати лише координати отворів. Контурні СЧПУ забезпечують необхідну швидкість у процесі переміщення від позиції до іншої. Ця швидкість є швидкістю подачі. В позначеннях металорізальних верстатів передбачена можливість вказівки на тип застосовуваного СЧПУ. Наприкінці позначення вказується: ... Ц - циклове програмне управління, керуючими елементами є кінцеві перемикачі, упори і т. д. ... Ф1 - верстат забезпечений цифровою індикацією положення інструменту. ... Ф2 - позиційна СЧПУ. , …Ф5 – обробні центри (ОЦ) – багатоопераційні верстати з позиційним та контурним СЧПУ відповідно. Також у позначенні верстатів присутні літери Р та М. Р – револьверна головка (наприклад, РФ3). М – обладнання забезпечене магазином елементів, що притаманно ОЦ.

Номенклатуру інструменту для верстатів з ЧПУ (див. табл. 1 - 5) складають на базі статистичного аналізу форм і розмірів деталей, що виготовляються, і технологічних можливостей верстатів. У конкретних умовах обробки можна застосовувати інші інструменти (інструментальні матеріали). Для обробки отворів використовують свердла та розточувальні різці обмеженої номенклатури. Зенкери та розгортки в більшості випадків не застосовують. 7-й та 8-й квалітети для отворів отримують розточуванням (вживання розгорток доцільно лише у разі обробки великих партій деталей).

Зовнішні основні поверхні з утворенням прямих уступів формують прохідним підрізним різцем з кутами  =95° 1 =5° для чорнової обробки та контурними різцями з кутами  =93° та 1 =32° для чистової обробки (див. табл. 1) .

При обробці внутрішніх основних поверхонь використовують центрувальні та спіральні свердла, а також розточувальні прохідні різці з кутами  =95°, 1 =5° для чорнової обробки та розточувальні контурні різці з кутами  =93°, 1 =32 для чистової обробки . Розміри розточувального інструменту встановлюють відповідно до розмірів отворів, що обробляються: діаметру і довжині.

Для обробки глухих отворів використовують перові або спіральні донні свердла діаметром 25, 30, 35, 40, 45 та 50 мм. Для утворення зовнішніх та внутрішніх додаткових поверхонь необхідні прорізні різці, різці для кутових канавок, різьбові різці з кутом  =60, 55 (для метричних та дюймових різьблень). Конструкція інструменту та різцетримачів повинна забезпечувати можливість попереднього налаштування інструменту на розмір поза верстатом, швидку та точну установку інструменту в робочу позицію на супорті або в револьверній головці, формування та відведення стружки в умовах автоматичної роботи верстата з ЧПУ. Примітка. Різець контурний правий (лівий) застосовується також для обробки додаткових поверхонь.

УП записується на програмоносій у вигляді послідовності кадрів, що являють собою закінчені за змістом фрази мовою кодування технологічної, геометричної та допоміжної інформації. Інформація на носії зберігається в 7-бітному ІСО-коді, який забезпечує запис команд у вигляді букв і цифр. Окремі послідовності кадрів для обробки ділянок заготівлі об'єднуються до глав УП, кожна з яких починається з головного кадру. Головний кадр містить початкову інформацію про умови обробки, і з нього можна розпочинати або відновлювати роботу верстата з УП. Інші кадри глави УП несуть лише змінену стосовно попереднім кадрам частину інформації та називаються додатковими кадрами. Кадри складаються із слів, розташованих у певному порядку, а слова – із символів. Перший символ слова є буквою, що позначає адресу, а решта символів утворює число зі знаком або цілий код (табл. 6).

6. Позначення адрес.

Слово "Номер кадру" служить для позначення елементарної ділянки УП і є допоміжною інформацією. Номер кадру визначається адресою N і цілим десятковим числом. Раціональною є послідовна нумерація кадрів, проте допускаються будь-які переходи номерів і обумовлюється лише їх неповторність у межах однієї УП. При нумерації нових кадрів, що вставляються в процесі редагування, щоб уникнути зміни раніше встановленої послідовності їх номерів практикується запис нових номерів з використанням більш високих розрядів десяткових чисел. Наприклад, якщо після кадру N107 необхідно вставити кілька нових кадрів, їх можна нумерувати N10701, N10702, N10703 і т. д. У головному кадрі замість адреси N передбачено запис символу ":", який може бути використаний для зупинки при зворотному перемотуванні перфострічки.

Слово «Підготовча функція» визначає режим роботи УЧПУ. Ці слова задаються адресою G та двозначним десятковим числом (табл. 7,8).

8. Таблиця постійних циклів.

^ Слово «Допоміжна функція» визначає команду виконавчого органу верстата або УЧПУ. Допоміжні функції задаються словами з адресою М та двозначним десятковим кодовим числом (табл. 9).

% N001 S03 T01 M03 – третя швидкість шпинделя, перший інструмент, обертання шпинделя проти годинникової стрілки N002 M06 – пауза для перевірки інструменту N003 G60 – точне позиціонування N004 G91 – відлік розміру в переростаннях N005 G00 X-00 -015000 - прискорене переміщення в точку 2 N007 G01 Z-045000 F32 M07 - переміщення в точку 3 на робочій подачі та включення масляного туману N008 G01 X 004960 Z-035000 - переміщення в точку 000 чку 5 N010 G60 – точне позиціонування N011 G00 X 025085 М09 – прискорене переміщення у точку 6, відключення системи охолодження N012 G00 Z 120000 M02 – прискорене переміщення у точку 0, кінець програми

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ РФ

МОСКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ МАМІ

Факультет: «Механіко-технологічний»

Кафедра: «Автоматизовані верстатні системи та інструмент»

КУРСОВА РОБОТА

з дисципліни

Програмована обробка на верстатах з ЧПУ та САП

Розробка керуючої програми для верстата з числовим програмним керуванням

Москва 2011 р.

Ведення

Технологічна підготовка керуючої програми

1 Вибір технологічного обладнання

2 Вибір системи УЧПУ

3 Ескіз заготівлі, обґрунтування методу її отримання

4 Вибір інструменту

5 Технологічний маршрут обробки деталі

6 Призначення режимів обробки

Математична підготовка керуючої програми

1 Кодування

2 Керуюча програма

Висновки щодо роботи

Список використаної літератури

кодування верстат деталь програмне керування

2. Вступ

Нині широке розвиток набуло машинобудування. Його розвиток йде у напрямах суттєвого підвищення якості продукції, скорочення часу обробки на нових верстатах за рахунок технічних удосконалень.

Сучасний рівень розвитку машинобудування висуває такі вимоги до металорізального обладнання:

високий рівень автоматизації;

забезпечення високої продуктивності, точності та якості

продукції, що випускається;

надійність роботи устаткування;

висока мобільність обумовлена ​​нині швидкозмінністю об'єктів виробництва.

Перші три вимоги призвели до необхідності створення спеціалізованих та спеціальних верстатів-автоматів, а на їхній базі автоматичних ліній, цехів, заводів. Четверте завдання, найбільш характерне для дослідного та дрібносерійного виробництв, вирішується за рахунок верстатів з ЧПУ. Процес управління верстатом з ЧПУ представляється, як процес передачі та перетворення інформації від креслення до готової деталі. Основною функцією людини в даному процесі є перетворення інформації укладеної в кресленні деталі в програму управління, зрозумілу ЧПК, що дозволить керувати безпосередньо верстатом таким чином, щоб отримати готову деталь, відповідну кресленню. У цьому курсовому проекті розглядатимуться основні етапи розробки керуючої програми: технологічна підготовка програми та математична підготовка. Для цього на основі креслення деталі буде обрано: заготівля, система ЧПУ, технологічне обладнання.

3. Технологічна підготовка керуючої програми

3.1 Вибір технологічного устаткування

Для обробки цієї деталі вибираємо токарний верстат з ЧПУ моделі 16К20Ф3Т02.

Даний верстат призначений для токарної обробки деталей тіл обертання зі східчастим та криволінійним профілями за один або кілька робочих ходів у замкнутому напівавтоматичному циклі. Крім того, в залежності від можливостей пристрою ЧПУ на верстаті можна нарізати різні різьблення.

Верстат використовується для обробки деталей із штучних заготовок із затискачем у механізованому патроні та підтиском при необхідності центром, встановленим у пінолі задньої бабки з механізованим переміщенням пінолі.

Технічні характеристики верстата:

Найменування параметраВеличина параметраНайбільший діаметр оброблюваної деталі: над станиною над супортом 400 мм 220 ммДіаметр прутка, що проходить через отвір50 ммКількість інструментів6Число частот обертання шпинделя12Межі частот обертання шпинделя20-2 -1Межі робочих подач: поздовжніх поперечних 3-700 мм/хв 3-500 мм/хв. Швидкість швидких ходів: поздовжніх поперечних 4800 мм/хв 2400 мм/хв.

3.2 Вибір системи УЧПУ

Пристрій УЧПУ - частина системи ЧПУ призначена для видачі впливів керуючих виконавчим органом верстата відповідно до керуючої програми.

Числове програмне управління (ГОСТ 20523-80) верстатом - управління обробкою заготовки на верстаті за програмою, що управляє, в якій дані задані в цифровій формі.

Розрізняють ЧПУ:

-контурне;

-позиційне;

позиційно-контурне (комбіноване);

адаптивний.

При позиційному управлінні (Ф2) переміщення робочих органів верстата відбувається у задані точки, причому траєкторія переміщення не задається. Такі системи дозволяють обробити лише прямолінійні поверхні.

При контурному управлінні (Ф3) переміщення робочих органів верстата відбувається по заданій траєкторії та із заданою швидкістю для отримання необхідного контуру обробки. Такі системи забезпечують роботу за складними контурами, зокрема криволінійні.

Комбіновані системи ЧПУ працюють за контрольними точками (вузловими) та складними траєкторіями.

Адаптивне ЧПУ верстатом забезпечує автоматичне пристосування процесу обробки заготовки до умов обробки, що змінюються, за певними критеріями. Деталь, що розглядається в цій роботі, має криволінійну поверхню (галтель), отже, перша система ЧПУ тут не застосовується. Можливе використання останніх трьох систем ЧПУ.

З економічної погляду доцільно у разі використовувати контурне чи комбіноване ЧПУ, т.к. вони менш дорогі, ніж інші й у той час забезпечують необхідну точність обробки.

В даному курсовому проекті була обрана система УЧПУ «Електроніка НЦ-31», яка має модульну структуру, що дозволяє збільшувати кількість керованих координат і призначене в основному для керування токарними верстатами з ЧПК із приводами подач і імпульсними датчиками зворотного зв'язку.

Пристрій забезпечує контурне керування з лінійно-круговою інтерполяцією. Керуюча програма може вводитися безпосередньо з пульта (клавіатури), і з касети електронної пам'яті.

3.3 Ескіз заготівлі, обґрунтування методу її отримання

У цій роботі умовно приймаємо тип виробництва аналізованої деталі як дрібносерійний. Тому як заготовка для деталі обраний пруток діаметра 95 мм простого сортового прокату (круглого профілю) загального призначення зі сталі 45 ГОСТ 1050-74 з твердістю НВ = 207 ... 215.

Прості сортові профілі загального призначення використовують для виготовлення гладких і ступінчастих валів, верстатів діаметром не більше 50 мм, втулок діаметром не більше 25 мм, важелів, клинів, фланців.

На заготівельній операції втулок нарізається в розмір 155 мм, потім на фрезерно-центрувальному верстаті торцюється в розмір 145 мм, і одночасно виконуються центрові отвори. Оскільки при встановленні деталі в центрах відбувається поєднання конструкторської та технологічної бази, а похибка в осьовому напрямку мала, то їй можна знехтувати.

Креслення заготовки після фрезерно-центрувальної операції представлено малюнку 1.

Малюнок 1 - креслення заготовки

3.4 Вибір інструменту

Інструмент Т1

Для обробки основних поверхонь чорнової та чистової вибираємо правий прохідний різець з механічним кріпленням пластини DNMG110408 із твердого сплаву GC1525 та притиском підвищеної жорсткості (рис. 2).

Малюнок 2 - правий прохідний різець

K r b, ммf 1, ммh, ммh 1, ммl 1, ммl 3, мм γλ s Еталонна пластина93 02025202012530,2-60-70DNMG110408

Інструмент Т2

Малюнок 3 - збірний відрізний різець

l a , ммa r , ммb, ммf 1, ммh, ммh 1, ммl 1, ммl 3, ммЕталонна пластина4102020,7202012527N151.2-400-30

Інструмент Т3

Для свердління отвору вибираємо свердло з твердого сплаву GC1220 для свердління під різьблення M10 з циліндричним хвостовиком (рис. 4).

Малюнок 4 - свердло

D c , ммdm m , ммD 21max, ммl 2, ммl 4, ммl 6, мм91211,810228,444

Інструмент Т4

Для розсвердлювання заданого отвору вибираємо свердло із твердого сплаву GC1220 з циліндричним хвостовиком (рис. 5).

D c , ммdm m , ммl 2, ммl 4, ммl 6, мм20201315079

Інструмент Т5

Для виконання внутрішньої різьби M 10×1 вибираємо мітчик

ГОСТ 3266-81 із швидкорізальної сталі з гвинтовими канавками (рис.5).

Малюнок 5 - мітчик

3.5 Технологічний маршрут обробки

Технологічний маршрут обробки деталі повинен містити найменування та послідовність переходів, перелік оброблюваних на переході поверхонь та номер інструменту, що використовується.

Операція 010 Заготівельна. Прокат. Відрізати заготівлю Ø 95 мм розмір 155 мм, виконувати центрові отвори до Ø 8 мм.

Операція 020 Фрезерно-центрувальна. Фрезерувати торці розміром 145 мм.

Операція 030 Токарна: встановити заготівлю в передньому ведучому і задньому центрах, що обертається.

Встанови А

Перехід 1

Інструмент Т1

Точити попередньо:

· конус Ø 30 мм до Ø 40

· Ø 40

· конус Ø 40 мм до Ø 6 0 мм від довжини 60 мм до довжини 75 мм від торця заготовки

· Ø 60

· Ø 60 мм до Ø 70 по дузі радіусом 15 мм від довжини 85 мм від торця заготовки

· Ø 70

· Ø 70 мм до Ø 80 мм на довжині 120 мм від торця заготовки

· Ø 80 мм до Ø 90

· Ø 90

Залишити припуск на чистову обробку 0,5 мм на бік

Перехід 2

Інструмент Т1

Точити остаточно з переходу 1:

· конус Ø 30 мм до Ø 40 мм до довжини 30 мм від торця заготовки

· Ø 40 мм від довжини 30 мм на довжину 30 мм від торця заготовки

· конус Ø 40 мм до Ø 60 мм від довжини 60 мм до довжини 75 мм від торця заготовки

· Ø 60 мм від довжини 75 мм до довжини 85 мм від торця заготовки

· Ø 60 мм до Ø 70 за дугою радіусом 15 мм від довжини 85 мм від торця заготовки

· Ø 70 мм від довжини 100 мм до довжини 120 мм від торця заготовки

· Ø 70 мм до Ø 80 мм на довжині 120 мм від торця заготовки

· Ø 80 мм до Ø 90 мм за дугою радіусом 15 мм від довжини від довжини 120 мм від торця заготовки

· Ø 90 мм від довжини 135 мм до довжини 145 мм від торця заготовки

Перехід 3

Інструмент Т2

· Точити прямокутну канавку шириною 10 мм з діаметра 40 до діаметра 30 мм на відстані 50 мм від торця заготовки.

Установ Б

Перехід 1

Інструмент Т3

· Свердлити отвір Ø 9 завглибшки 40 мм.

Перехід 2

Інструмент Т4

· Розсвердлити отвір з Ø 9 до Ø 20 до глибини 15 мм.

Перехід 3

Інструмент Т5

· Нарізати різьблення мітчиком М10 ×1 на глибину 30 мм.

Операція 040 Промивна.

Операція 050 Термічний.

Операція 060 Шліфувальна.

Операція 070 Контрольна.

3.6 Призначення режимів обробки

Встанови А

Перехід 1 - чорнове точення

Інструмент Т1

2.Глибину різання при попередньому точенні стали прохідним різцем із твердосплавною пластиною вибираємо t = 2,5 мм.

.При точенні сталі та глибині різання t = 2,5 мм вибираємо подачу S = 0,6 мм/об.

.

.Швидкість різання

З v

До MV = 0,8 (табл. 4 стор. 263)

До ПV = 0,8 (табл. 5 стор. 263)

До ІV = 1 (табл. 6 стор. 263)

6.Число оборотів шпинделя.

7.Сила різання.

де: З р

(табл. 9 стор. 264)

8.Потужність різання.

Перехід 2 - чистове точення

Інструмент Т1

.Визначення довжини робочого ходу L = 145 мм.

2.Глибину різання при попередньому точенні стали прохідним різцем із твердосплавною пластиною вибираємо t = 0,5 мм.

.При точенні сталі та глибині різання t = 0,5 мм вибираємо подачу S = 0,3 мм/об.

.Стійкість інструменту Т = 60 хв.

.Швидкість різання

З v = 350, x = 0,15, y = 0,35, m = 0,2 (табл. 17 стор. 269)

КMV = 0,8 (табл. 4 стор. 263)

До ПV = 0,8 (табл. 5 стор. 263)

До ІV = 1 (табл. 6 стор. 263)

6.Число оборотів шпинделя.

7.Сила різання.

де: З р = 300, х = 1, у = 0,75, n = -0,15 (табл. 22 стор 273)

(табл. 9 стор. 264)

8.Потужність різання.

Перехід 3 - точення канавок

Інструмент Т2

.Визначення довжини робочого ходу L = 10 мм.

2.При нарізанні канавок глибина різання дорівнює довжині леза різця

.При точенні сталі та глибині різання t = 4 мм вибираємо подачу S = 0,1 мм/об.

4.Стійкість інструменту Т = 45 хв.

.Швидкість різання

CAM (англ. Computer-aided manufacturing) - підготовка технологічного процесу виробництва виробів, орієнтована використання ЕОМ. Під терміном розуміються як сам процес комп'ютеризованої підготовки виробництва, і програмно-обчислювальні комплекси, використовувані інженерами-технологами.

Російським аналогом терміна є АСТПП – автоматизована система технологічної підготовки виробництва. Фактично ж технологічна підготовка зводиться до автоматизації програмування обладнання з числовим програмним управлінням (2-осьові лазерні верстати), (3- та 5-осьові фрезерні верстати з ЧПУ; токарні верстати, обробні центри; автомати поздовжнього точення та токарно-фрезерної обробки; об'ємне гравіювання).

CAM системи мають дуже широке поширення. Прикладом таких систем може бути NX CAM, SprutCAM, ADEM.

NX CAM - система автоматизованої розробки програм для верстатів з ЧПУ (числовим програмним управлінням) від компанії Siemens PLM Software.

Залежно від складності деталі застосовується токарна обробка, фрезерна обробка на верстатах з трьома-п'ятьма керованими осями, токарно-фрезерна, електроерозійна обробка дротом. Система має всі можливості для формування траєкторій інструменту для відповідних типів обробки.

Крім того, система має широкий набір вбудованих засобів автоматизації – від майстрів та шаблонів до можливостей програмування обробки типових конструктивних елементів.

Генератор програм ЧПУ включає стратегії обробки, призначені для створення програм з мінімальною участю інженера.

Концепція майстер-моделі є базою, де будується розподіл даних між модулем проектування та іншими модулями NX, зокрема і модулями CAM. Асоціативний зв'язок між вихідною параметричною моделлю та сформованою траєкторією інструменту робить процес оновлення траєкторії швидким та легким.

Щоб програму можна було запустити на певному верстаті, необхідно її перетворити на машинні коди даного верстата. Це робиться за допомогою постпроцесора. У системі NX існує спеціальний модуль для налаштування постпроцесора для будь-яких стійок, що управляють, і верстатів з ЧПУ. Основні налаштування виконуються без використання програмування, проте можливе підключення спеціальних процедур мовою Tcl, що відкриває широкі можливості для внесення до постпроцесора будь-яких необхідних унікальних змін.

NX CAM включає такі елементи:

Токарна обробка;

3-х координатне фрезерування;

Високошвидкісне фрезерування;

5-координатне фрезерування;

Програмування багатофункціональних верстатів;

Електроерозійне оброблення;

Візуалізація процесу обробки;

Автоматизація програмування;

Поповнювана бібліотека постпроцесорів;

Управління даними, пов'язаними з обробкою;

Розробка технологічних процесів;

створення цехової документації;

Управління ресурсами;

Засоби обміну даними;

Засоби моделювання серед CAM.

Інтерфейс програми NX CAM представлений малюнку 2.1

Рисунок 2.1 – Інтерфейс програми NX CAM

NX CAM забезпечує колосальну гнучкість методів обробки та найширші можливості програмування для верстатів з ЧПУ. Система набула широкого поширення на промислових підприємствах у всьому світі.

Іншим прикладом САМ систем є SprutCAM.

SprutCAM - програмне забезпечення для розробки програм для обладнання з ЧПУ. Система підтримує розробку УП для багатокоординатного, електроерозійного та токарно-фрезерного обладнання з урахуванням повної кінематичної 3D моделі всіх вузлів у тому числі.

Програма дозволяє створювати 3D-схеми верстатів та всіх його вузлів та проводити попередню віртуальну обробку з контролем кінематики та 100% достовірністю, що дозволяє наочно програмувати складне багатокоординатне обладнання. Зараз для вільного використання доступно понад 45 схем різних типів верстатів.

SprutCAM використовується в метало-, дерево-, обробній промисловості; для електроерозійної, фрезерної, токарної, токарно-фрезерної, лазерної, плазмової та газової обробки; при виробництві оригінальних виробів, штампів, прес-форм, прототипів виробів, деталей машин, шаблонів, а також гравіювання написів та зображень.