birmaga.ru
добавить свой файл

1
Основные принципы разработки управляющих программ


для оборудования с ЧПУ

Общие принципы построения программ


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], S – скорость подачи, [мм/мин], l – длина участка аппроксимации в данной точке, причем

.

Общие принципы построения программ для токарных операций



Программы разрабатываются согласно эскизу детали и под оборудование указанное в заказе, но ниже приведенные принципы программирования обработки детали справедливы для любых токарных станков.

Первое – программируется точка на резце (смотри рисунок 1)


Резец

Форма рабочей части

Проходной подрезной левый



Контурный правый



Контурный правый



Рисунок 1. Программируемый элемент инструмента.

Второе – программируются перемещения инструмента в системе координат ХОZ, если станок не имеет дополнительных осей и приводного инструмента (на момент создания методики на заводе таких не наблюдалось). "Ноль" изделия выбирается на свое усмотрение – в конце заготовки или вне зоны обработки (ближе к патрону). Начальная точка может быть задана +1÷2мм (с учетом того чтоб не задеть задний упор) от начала заготовки или совпадать с начальной точкой, при программировании от касания.






Рисунок 2. Система координат токарных станков и выбор начальной точки обработки.


Третье – глубина резания ap



apследует подбирать по следующим параметрам:

  • обрабатываемый материал – на хорошо режущийся материал (такие стали как Ст45) ap может быть взято столь велико сколько позволит мощность станка и требуемая точность изготовления детали (для наших станков это до 3мм)

  • требуемая точность изготовления, диаметр и длина детали – эти три параметра влияют на точность изготовления, чем больше длина, тем больше будет отгибать изделие, чем больше диаметр при той же длине тем меньше прогиб, чем выше требование к точности, тем меньше должен быть ap на финишном проходе




Рисунок 3. Погрешность обработки на токарном станке.

1 – изделие, 2 – форма прогиба заготовки
В данном случае в любом сечении, расположенном на расстоянии х от передней бабки

.

Для гладкого вала, консольно закрепленного в патроне,

.

Если такой валик подпереть центром задней бабки, то

.
  • твердость – влияет на износ инструмента отсюда и точность обработки детали, чем больше твердость, тем меньше ap и наоборот.




Рисунок 4. Влияние износа инструмента на размеры изделия.
Четвёртое схема обработки детали: схематично изображается движение инструмента на каждом элементе изделия (смотри таблицу 1)
Таблица 1. Элементы движения инструмента


Многопроходная обработка диаметра – корректор на длину (по Z) устанавливается на первом проходе L2x и отменяется на последнем отводе, корректор на диаметр (по Х) на последнем проходе и отменяется на последнем отходе



Канавка – точение канавки программируется перемещением по осям ХZ одновременно (движение по точкам 5-6), причем выход по Х делать больше диаметра заготовки (торец подрезается начисто)



При большом ap канавку следует точить с отходом (точки последовательно 2-3-4-5-6-7), для уменьшения нагрузки на резец



Фаска – точение программируется перемещением по осям ХZ одновременно, выход следует делать с запасом, чтобы, не осталась ступенька (если размер следующего диаметра больше предполагаемого, то это может случиться, если точение фаски сделано в размер, а не больше размера фаски на чертеже)


Фаска и переход на следующий диаметр – после фаски надо отойти по Z отключить корректор на длину первого диаметра а при начале точения включить его, при подходе ко второму диаметру по Х включить корректор на 2-ой диаметр

(N10G40X+00200Z-00020L31

N11Z+00020

N12X-00060L12

N13Z-001500L22

……………………..)



Фаска в начале вала – подход по Х и Z только после этого точим фаску (если от "касания" – движения по Z не будет), отвод и подвод к обработке диаметра делать только, как показано (точки 2-3-4-5), иначе будет зарез на фаске



Переход с диаметра на диаметр – что бы получился чертежный размер + допуск, надо выбрать зазор в приводе оси Х т.е. движение 2-3-4, причем в движении 2-3 отключается корректор и включается на движении 3-4



Программирование от касания – в этом случае ни в коем случае не ведите расчеты с выходом за точку 1 или 11- верхний рисунок(потом инструмент не вернется в начальную точку, нонсенс, а так есть на практике  ) – неправильно, нижний рисунок, движение по точкам 5-6-7, надо программировать 0-1-2-3-4-7-8-9-10-11-12-0





Формат программы

Формат программы или стиль - это важная часть обработки станков ЧПУ. Каждая отдельная программа формируется по-разному, и в большинстве случаев программист не смог бы идентифицировать программу, которую он сам написал. Желательно чтобы программист был постоянным, и, вводил коды таким образом, чтобы потом можно было их прочесть, и в таком порядке, как он видит это в программе.

Строение и содержание
Программа состоит из последовательности КАДРОВ (таблица 2). Каждый кадр представляет собой шаг обработки. В каждом кадре записаны команды в форме слов. Первые кадры несут информацию подготавливающие станок к выполнению программы. В предпоследних кадрах станок выводиться в начальную точку и шпиндель переводиться в нейтральное положение или выключается – М5 (М05). Последний кадр в последовательности выполнения содержит специальное слово для завершения программ: М2 (или М02) или М30
Таблица 2. Строение программы


Кадр

Слово

Слово

Слово

………

;Комментарий

Кадр

N1

G00

X0

………..

;Первый кадр

Кадр

N2

G1

X12.




;Второй кадр

Кадр

N3

G2


X0.5




;………..

Кадр

………..










;……….

Кадр

Nnn

M2







;Завершение



Строение кадра и программы
Кадр должен содержать все данные для выполнения одной операции. Обычно кадр состоит из нескольких слов и всегда заканчивается символом конца кадра LF (перевод строки). Он автоматически создается при переводе строки клавишей "ВВОД".

Последовательность слов

N…G…X…Y…Z…F…S…T…D…M…

Строение программы для стойки Н22-1М (станок 1К62)

  • программа должна начинаться со знака " % ",

  • номер кадра записывается Nххх с шагом 1,

  • заголовок программы должен начинаться:

%

N000G26M020 (движение в приращениях)

N001M008 (включение СОЖ)

N002G01M004 (включение линейной интерполяции и шпинделя)

  • перемещение программируется Х–/+ххххх, Z–/+ххххх, обязательно ставиться знак "–" или "+"(если его нет, то СЧПУ отреагирует "ошибка"),

    1. перемещение по Х равное 1мм запишется: 1мм*200 импульсов = Х+00200(в этом примере и ниже знак выбран случайным образом)

    2. по Z на то же расстояние 1мм*20= Z+00020

    3. при расчете перемещений старайтесь не получать дробное количество импульсов: перемещение по Х – 1,251*200= 250,2, ЧПУ отработает только 250 импульсов, а погрешность будет набегать.

  • подача программируется F10ххх (ххх – мм/об*1000), в основном это 050- рабочая, и 150-200 – холостого хода, на мелкие ходы, переходы лучше не программировать большую подачу – станки старые могут не выдержать, да и погрешность больше будет.


  • корректора устанавливаются после F(подачи), главное корректора не ставить бестолково и не путать местами, иначе вместо цилиндра получиться все, но не цилиндр, записывается :

N018X-00640F10050L11

отключается:

N011G40X+00400Z-00040L31 (по двум осям)

Или

N011G40X+00400L11 (по одной оси)

для Ххх L1x (х- номер корректора выбирается по порядку от начала вала, для Х – это диаметр, для Z это длина ступени вала, смотри рисунок 5), для Zхх L2х, одновременно отключить L3x(х- номер корректора соответствующий номеру ступени вала, отсчет от начала вала).

Включая и отключая корректора, следует помнить при включении он (корректор) прибавляется со своим знаком к запрограммированной величине и при отключении вычитается – поэтому будьте внимательны корректора не расставляйте бездумно.


Рисунок 5. Выбор номера корректора


  • оканчивается программа кадром Nххх и М002 и обязательно переводом строки (т.е + одна пустая строка, можно две)



Пример программы:

Рисунок 6. Эскиз детали
По эскизу детали делаем схему движения инструмента с учетом количества проходов и переходов (смотри рисунок 7)


Рисунок 7. Опорные точки движения инструмента.


Таблица 3. Расчет перемещений.

№ точки


переход

Δ Х

 

Х

Z

 

ΔZ

O

ноль

 

 

14,5

135

 

 

1

подход Х

-410

-2,05

12,45

 

 

 

2

точение

 

 

 

94,6

-40,40

-808

3

отход Х

110

0,55

13

 

 

 

4

подход Х

-60

-0,30

12,7

 

 

 

5

точение

 

 

 


20

-74,60

-1492

6

отход Х

160

0,80

13,5

 

 

0

60

отход Z

 

 

 

135

115,00

2300

7

подход Х

-500

-2,50

11

 

 

 

8

точение

 

 

 

107,6

-27,40

-548

9

отход Х

200

1,00

12

 

 

 

10

отход Z

 

 

 

135

27,40

548

11


подход Х

-540

-2,70

9,3

 

 

 

12

точение

 

 

 

107,6

-27,40

-548

80

отход Х

140

0,70

10

 

 

 

70

отход Z

 

 

 

135

27,40

548

13

подход Х

-460

-2,30

7,7

 

 

 

14

точение

 

 

 

107,6

-27,40

-548

15

отход Х

60

0,30

8


 

 

 

16

отход Z

 

 

 

109,2

1,60

32

17

подход Х

-60

-0,30

7,7

 

 

 

18

конавка

-120

-0,60

7,1

107,6

-1,60

-32

120

отвод Х

1180

5,90

13

 

 

 

110

отход Z

 

 

 

135

27,40

548

19

подход Х

-1210

-6,55

6,45

 

 


 

19

подход Х

-100

 

 

 

 

20

подход Z

 

 

 

133,55

-1,45

-29

21

фаска

200

1,00

7,45

132,55

-1,00

-20

22

отход XZ

110

0,55

8

134

1,45

29

23

подход Х

-160

-0,80

7,2

 

 

 

24

точение

 

 

 

118,6

-15,40

-308

25


фаска

200

1,00

8,2

117,6

-1,00

-20

 

ноль

1260

6,30

14,5

135

17,40

348

 Контроль-

ная сумма

 

0

0,00

 

 

0,00

0


%

N000G26M020

N001M008

N002G01M004

N003X-00410L13F10150

N004Z-00808L23F10050

N005G40X+00110L13

N006X-00060L14

N007Z-01492F10050

N008G40X+00160L14

N009G40Z+02300L23F10200

N010X-00500

N011Z-00548F10050

N012X+00200

N013Z+00548F10200

N014X-00540

N015Z-00548F10050

N016X+00140

N017Z+00548F10200

N018X-00460L12

N019Z-00548L22F10050

N020G40X+00060L12

N021G40Z+00032L22

N022X-00060

N023X-00120Z-00032

N024X+01180

N025Z+00548F10200

N026X-01210

N027X-00100F10050

N028Z-00029

N029X+00200Z-00020

N030X+00110Z+00029

N031X-00160L11

N032Z-00308L21

N033X+00200Z-00020

N034G40X+01260Z-00348L31

N035M002