"Программирование"

подготовки УП.
1.2 Технологическая документация.
1.2 Система координат

детали, станка, инструмента.
1.4 Расчет элементов контура детали.
Геометрические элементы контура детали. Опорная точка.
Расчет координат опорных точек при обработке групп отверстий для сверлильной операции.
Расчет опорных точек для переходов токарной операции.
Эквидистанта. Сопряжение соседних участков эквидистанты.
1.6 Структура УП и её формат.
1.7 Запись, контроль и редактирование УП.
Виды программоносителей. Устройство подготовки данных на перфоленте.
Раздел 2. Программирование обработки деталей на металлорежущих станках с ЧПУ.
2.1 Программирование обработки детали на сверлильных станках с ЧПУ
Типовые технологические схемы обработки отверстий
Стандартные циклы обработки отверстий.
2.2 Программирование обработки детали на токарных станках с ЧПУ.
Переходы токарной обработки. Зоны выборки материала.
Типовые технологические схемы обработки зон выборки массива материала. Схема обработки канавок, резьбовых поверхностей.
Программирование основных адресов, технологических команд, линейных перемещений, фасок, галтелей, дуг на станке с УЧПУ «Электроника НЦ-31»

деталей на станке с ЧПУ.
Разработка УП обработки детали на станке

с ЧПУ.
2.3 Программирование обработки детали на фрезерных станках с ЧПУ.
Переходы фрезерной обработки. Типовые технологические схемы обработки открытых, полуоткрытых и закрытых поверхностей.
Программирование технологических команд на фрезерном станке с ЧПУ.
Программирование подготовительных и вспомогательных функций на фрезерном станке с ЧПУ.
Программирование линейной и круговой интерполяции.
Программирование функций коррекции.
Программирование обработки контуров и поверхностей на фрезерном станке с ЧПУ.
Раздел 3. Программирование для промышленных роботов и роботизированных технологических комплексов.
Раздел 4. Система автоматизированного программирования
4.1 Основные принципы автоматизации процесса подготовки УП.
4.2 САП, структура, классификация.
4.3 Обзор отечественных и зарубежных САП
4.4 САП для станков с ЧПУ.
Задание исходной геометрической и технологической информации.
4.5 Автоматизированное рабочее место технолога-программиста (АРМ ТП)

заданные точки, причем
траектории перемещения не задаются
Управляющая программа (УП) – совокупность

команд
на языке программирования, соответствующая
заданному алгоритму функционирования станка
для обработки конкретной заготовки

Введение

Числовое программное управление станком (ЧПУ)-
управление обработкой заготовки на станке по УП, в
которой данные заданы в цифровой форме

Контурное ЧПУ – ЧПУ, при котором рабочие органы
станка перемещаются по заданной траектории и с
заданной скоростью для получения необходимого
контура обработки

Адаптивное ЧПУ – ЧПУ, при котором обеспечивается
автоматическое приспособление процесса обработки
детали к изменяющимся условиям обработки по
определенным критериям

от ЭВМ,
имеющей общую память для хранения управляющих
программ, распределяемых по

запросу от станков

Введение

Программоноситель – носитель данных, на котором
записана УП (перфолента, магнитный диск,
компакт-диск и тд.)

Байт – единица количества двоичной информации,
равная восьми битам

Алгоритм – формальное предписание, однозначно
определяющее содержание и последовательность
операций, переводящих совокупность исходных
данных в искомый результат – решение задачи

и программных
средств, обеспечивающих ЧПУ станком.
Аппаратное устройство ЧПУ – устройство ЧПУ,

алгоритмы работы которого реализуется схемным путем
и не могут быть изменены после изготовления
устройства.

Введение

Программное устройство ЧПУ – устройство ЧПУ,
алгоритмы работы которого реализуются с помощью
программ, вводимых в его память, и могут быть
изменены после изготовления устройства.

Дисплей – устройство визуального отображения
алфавитно-цифровой и графической информации

Файл – совокупность данных, объединённых по
некоторому смысловому признаку.

критерии их
оценки. Поэтому на станках с ЧПУ целесообразно
обрабатывать такие

детали, на которые распространяются факторы
экономической эффективности. Подобранные детали определённой
номенклатуры можно сгруппировать по
конструктивно-технологическим признакам:

Степень стандартизации базовых поверхностей,
облегчающих установку и закрепление детали.

Возможность групповой обработки детали.

Степень унификации элементов детали

Высокая жесткость детали

Возможность полной обработки детали с минимальным
числом переустановок.

Подготовка к разработке УП. Этапы подготовки

Классификация деталей по конструктивно
-технологическим признакам.

–
программирование с
применением ЭВМ
Уровни автоматизации программирования
Ручное программирование
Низкий уровень использования
ЭВМ

для обработки несколько
задач

Средний уровень – обработка на
ЭВМ отдельных переходов

Высокий уровень – разработка с
помощью ЭВМ операционного
тех. процесса и всех этапов
подготовки УП

Как правило, второму – четвертому уровням
автоматизации подготовки УП соответствует
методика, реализуемая системой
автоматизированного программирования (САП)
При ручном программировании самым
главным является характер представления
и организации информации УП в принятом
коде. Методика подготовки УП, включая и
редактирование, зависит также от типа УЧПУ
станка, конкретных условий производства,
организационных принципов работы станка
с ЧПУ и другие условия.

операций на остановы и
позиции. Выбор метода крепления заготовки,
выбор баз.
2).

Разработка операционной
технологии.

3). Преобразование системы координат
деталей. Расчёт и простановка размеров
от одной базы.

4). Разработка операционной технологи-
ческой карты

5). Разработка карт наладки
инструмента

6). Печать и редактирование
программы

7). Проверка УП на станке

и графических документов,
определяющих технологический процесс
изготовления изделия и
содержащие

данные, необходимые для
организации производства.

Справочная документация,
необходимая для разработки УП

Исходная документация,
необходимая для разработки УП

Сопровождающая документация

Для разработки тех. процессов технологу-
программисту необходимо иметь
следующую справочную документацию:

каталоги станков с ЧПУ с техническими характеристиками и системами ЧПУ;
каталоги режущего инструмента с эскизами;
каталоги измерительного инструмента;
нормативы режимов резания;
химико-механические свойства материалов;
таблицы допусков и посадок;
инструкции по программированию на конкретных станках;
инструкции по определению экономической эффективности обработки с ЧПУ;
каталоги приспособлений (для режущего, вспомогательного,
измерительного инструмента).

иметь следующие исходные материалы:
-ЧЕРТЁЖ ЗАГОТОВКИ
В зависимости от принятого метода
подготовки

УП изменяется и сопроводительная
документация, которая в общем случае
включает в себя:

- операционный чертёж детали;

- карту наладки станка и инструмента;

- операционно-расчётная карта;

- УП на программоносителе или распечатку;

- график траектории инструментов;

- акт проверки УП

Подготовка к разработке УП. Технологическая документация

единой системы координат для всех станков с ЧПУ принята стандартная

прямоугольная система координат. При обработки детали на станке с ЧПУ выделяют 3 координатных системы:

координатная система станка «нуль станка» с нулевыми
значениями положения его рабочих органов. От этой точки
отсчитывается перемещения рабочих органов по трём
взаимно перпендикулярным осям координат;

координатная система инструмента, с началом координат
в точке («нуль обработки»), от которой запрограммиронное
перемещение инструмента; координаты этой точки задают-
ся относительно координатной системы детали;

координатная система детали с началом координат в
точке («нуль детали»), с нулевыми значениями координат
детали; относительно этой точки задаются размеры и
положение поверхностей детали.

координат для станков
приняты следующие оси:
z – параллельна продольной подачи суппорта

х – параллельна поперечной подачи суппорта

1. Токарный станок с ЧПУ

координат станка, инструмента, детали

размерные связи между систе-
мами координат таким образом, чтобы шел единый

отсчёт размеров
исходной точки. Соответственно совмещаются технологические базы
и направления координатных осей детали и станка

Подготовка к разработке УП. Система координат станка, инструмента, детали

ЧПУ представление детали и траектории ее обработки
используют различные системы координат.

Наиболее употребительны
прямоугольные, цилиндрические и сферические системы координат

Прямоугольная система

В этой системе координатами некоторой точки А называются взятые
с определенным знаком расстояния x, y и z от этой точки до трех
взаимно перпендикулярных координатных плоскостей. Точка
пересечения координатных плоскостей называется началом
координат, а координаты x, y и z – соответственно абсциссой,
ординатой и аппликатой.

Цилиндрическая система

В этой системе координат положение точки в пространстве задается
полярными координатами: радиусом и центральным углом,
а также аппликатой z – расстоянием от точки до основной
плоскости.

Сферическая система

В этой системе точка задается длиной радиуса-вектора, долготой
и полярным углом. Переход в другую систему координат
осуществляется несложным пересчетом.

инструмент может перемещаться или в одной
плоскости – плоская обработка, при

которой используются две
управляемые координаты, или иметь сложное перемещение в
пространстве – объемная обработка

При программировании введение дополнительных опорных точек
приводит к резкому увеличению расчетов и объема программы.
Поэтому в практике детальное представление заданной траектории
движения инструмента между двумя опорными точками осуществля-
ется с помощью специального вычислительного устройство –
элемента ЧПУ – интерполятора.

ЛИНЕЙНАЯ

КРУГОВАЯ

ИНТЕРПОЛЯЦИЯ

В большинстве систем ЧПУ работой станка управляют дискретно, с помощью
импульсов. Цена одного импульса (наименьшее программируемое
перемещение), или дискретность системы, отражает разрешающую
способность комплекса, включая систему ЧПУ, механизм подач и датчики
обратной связи. В зависимости от дискретности системы размеры приращений
координат между опорными точками траектории можно выразить не в мм, а
количеством импульсов.

движения центра
инструмента необходимо соблюдать следующие
правила:
1. Подводить инструмент к обрабатываемой

поверхности и отводить его следует (при
необходимости) по специальным траекториям – вспомогательным перемещениям.
Например, при фрезеровании необходимо обеспечить врезание инструмента по
касательной со своевременным (за 5-10 мм до края заготовки) переходом с холостого
хода на рабочий. Определенный подход должен быть у сверл, разверток, зенкеров,
резцов, причем точка перехода с холостого хода на рабочий должна быть определена
как опорная

2. Недопустимы остановка инструмента и резкое изменение подачи в процессе
резания, когда режущие поверхности лезвия соприкасаются с обрабатываемой
поверхностью, иначе неизбежны повреждения поверхности. Перед остановкой, резким
изменением подачи, подъемов или опусканием инструмента необходимо отвести
инструмент от обрабатываемой поверхности

3. Длина холостых перемещений должна быть минимальной
4. Для устранения влияния на точность обработки люфтов станка желательно
предусматривать дополнительные петлеобразные переходы в зонах реверса,
обеспечивающие выборку люфта.
5. При необходимости по расчетной силе резания следует определить возможную
деформацию детали (инструмента) и ввести требуемое предыскажение траектории

разработке УП. Геометрические элементы контура детали.
Опорная точка
ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛИ

К ним относятся

поверхности,
выполненные другими видами
инструментов, т.е. торцовые
и угловые канавки, пазы,
резьбовые поверхности

К ним относят поверхности, которые
могут быть обработаны резцом
для контурного обработки:
цилиндрические, конические,
сферические, торцевые
поверхности, фаски.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ

ОСНОВНЫЕ

Детали, обрабатываемые на станках с ЧПУ, можно рассматривать
как геометрические объекты. При обработки детали инструмент
и заготовка перемещаются относительно друг друга по
определенной траектории

участок расчетной траектории или контура
детали, задаваемый одним и тем же

законом в одной и
той же системе координат

Опорная точка

Точка расчетной траектории, в которой происходит
изменение либо закона, описывающего траекторию, либо
условий протекания технологического процесса

Опорная геометрическая
точка

Точка расчетной траектории, в которой происходит
изменение закона, описывающего траекторию

Опорная технологическая
точка

Точка расчетной траектории, в которой происходит
изменение условий протекания технологического
процесса

Геометрические элементы контура детали.
Опорная точка

лежащих по одну сторону от неё.
внутренняя
наружная
сопряжения
участков по дуге
















сопряжения
по

прямому участку

Эквидистанта. Правила построения.

Для построения эквидистанты необходимо отложить
перпендикуляры от начала и конца отрезка равными радиусу
фрезу.

Правило построения к дуге, окружности.
Необходимо отложить отрезки равные радиусу фрезы на
прямой соединяющей начало дуги и центр дуги и
аналогично центр дуги и конец дуги.

ВИДЫ:

Эквидистанта. Сопряжение соседних участков эквидистанты.

вводимая и отрабатываемая как единое
целое и содержащая не менее одной

команды.

Слово УП – составная часть кадра, содержащая данные о параметре
процесса обработки заготовки и (или) другие данные по выполнению
управления (информация о частоте вращения шпинделя, подачи,
скорости, смены инструмента и т.д.)

Адрес ЧПУ – часть слова, определяющая название следующих за ними
данных, содержащихся в этом слове.

Номер кадра – слово в начале кадра, определяющее последовательность
кадров в программе.

Формат кадра – условная запись структуры и расположения слов в кадре
УП с максимальным числом слов.

Главный кадр – кадр УП, содержащий все данные, необходимые для
возобновления процесса обработки заготовки после перерыва. Главный
кадр УП обозначают специальным символом.

действительно правило,
согласно которому записанная в данном кадре команда не повторяется
в

последующих кадрах и отменяется лишь другой командой из этой группы
или специальной команды отмены, отменяющей все команды данной
группы

Каждая УП начинается с символа % - «начало программы», после
которого должен стоять символ ПС – «конец кадра» Кадр с символом % -
не нумеруется. Любая группа символов, не подлежащая обработке
не станке должна быть заключена в круглые скобки. Внутри скобок не
должны применяться символы ПС («начало программы») и : («главный
кадр»). Если необходимо обозначить УП, это обозначение должно
находиться непосредственно за символом «начало программы» перед
символом «конец кадра», например %012ПС – программа с условным
номером двенадцать. Управляющая программа должна заканчиваться
символом «конец программы». Информация помещенная после этого
символа, не должна восприниматься УЧПУ.

ФОРМАТ – порядок расположения слов в кадре и структура каждого слова
в отдельности.

должен содержать слово «номер кадра». Далее в кадре
приводятся информационные слова

или слово. Завершается кадр
символом ПС (конец кадра). Использование данного символа, как правило,
обязательно.
2. Информационные слова рекомендуется записывать в определенной
последовательности:
слово или слова «подготовительная функция»
слова «размерные перемещения», которые рекомендуется записывать
в последовательности символов: Z ,Y, X, U, V, W, P, Q, R, A, B, C;
слова «параметр интерполяции на шаг резьбы»: I, J, K.
слово или слова «функция подачи», которое относится только к
определенной оси и должно следовать непосредственно за словом
«размерное перемещение» по этой оси;
слово «функция главного движение»;
слово или слова «вспомогательная функция»
3. Порядок записи слов с адресами U, V, W, P, Q, R, используемых в
значениях с адресами слов D, R, H должен быть указан в формате
конкретного УЧПУ.
4. В пределах одного кадра не должны повторяться слова

и «параметр интерполяции или шаг резьбы» с
одной кодовой буквой.
5.

В пределах одного кадра не должны использоваться слова
«подготовительная функция», входящие в одну группу.
6. После символа «главный кадр» в кадре должна быть записана вся
информация, необходимая для начала или возобновления обработки.
7. При реализации режима «пропуск кадра» перед словом «номер кадра»
и символом «главный кадр» должен записаться символ / - пропуск кадра

Каждое слово в кадре УП должно содержать: символ адреса (латинская
прописная буква), математические знак «+» или «-», последовательность
цифр.
Слова в УП могут быть записаны одним из двух способов :
без использования десятичного знака
с использованием десятичного знака
Функция подачи определяет скорость подачи
Функция главного движения определяет скорость главного движения.
Функция инструмента используется для выбора инструмента

процессе её использования для
управлением оборудованием.
НЕДОСТАТКИ:
- малая ёмкость;
- невозможность хранения
информации

после её использования
и переналадки оборудования.

ШТЕКЕРНЫЕ ПАНЕЛИ, КОПИРЫ,
ЖЕСТКИЕ ДИСКИ

ПРОГРАММОНОСИТЕЛИ

ВНУТРЕННИЕ

ПЕРФОКАРТА

ПЕРФОЛЕНТА

МАГНИТНЫЕ
НОСИТЕЛИ

КОМПАКТ-ДИСКИ

Программоносители

удобство хранения;
высокая надёжность.
НЕДОСТАТКИ:
высокая стоимость
дополнительного оборуд-ия.






МАГНИТНЫЕ НОСИТЕЛИ
ДОСТОИНСТВА:
экономичны и

компактны;
большая ёмкость и надёжность;
возможность перезаписи.
НЕДОСТАТКИ:
- воздействие эл-магнит. поля;
высокая стоимость
дополнительного оборуд-ия.

ДОСТОИНСТВА:
большая ёмкость;
удобство хранения;
большая скорость считывания.
НЕДОСТАТКИ:
высокая стоимость носителей;
- медленная скорость записи

КОМПАКТ-ДИСК

Программоносители

записи
информации на восьмидорожечную перфоленту и контроля
перфолент. Она содержит рабочий стол

оператора, электронный шкаф,
пишущую машинку «Консул-254», перфоратор ПЛ-80, считывающее
устройство. Максимальная скорость обработки до 10 символов в сек..
Устройство позволяет:
записывать программу на перфоленту;
одновременная распечатка;
изготовлять дубликаты перфолент;
контролировать программу, записанную на перфоленте;
работать в составе оборудования ЭВМ или как самостоятельное
устройство.

ЧПУ

технологией.
Затем производится
позиционирование для
обработки следующего
отверстия


заключается в том, что одним
инструментом обрабаты-
ваются

все отверстия,
подлежащие обработке
данным инструментом.
Затем производится смена
инструмента и цикл
повторяется

параллельная

последовательная

Существует 2 метода обработки группы отверстий

Стандартные циклы движения инструмента по оси z

Цикл сверления, зенкерования,
развёртывания – G81 (G91)

Цикл нарезания резьбы
метчиком – G84 (G94)

Цикл зенкерования, цекования
торцевания – G82 (G92)

Цикл растачивания на
расточной оправке– G81 (G91)

Программирование обработки детали на сверлильных станках с ЧПУ

центровым инструментом,
сверлом или конусной зенковкой.
2. ЧЕРНОВАЯ ОБРАБОТКА ОТВЕРСТИЙ может быть

выполнена
за один или несколько проходов сверлами, зенкерами, резцами и
фрезами.
3. ОБРАБОТКА ТОРЦА ОТВЕРСТИЯ выполняется прямой зенковкой с
направляющей цапфой, торцовой пластиной или фрезой, а также
резцами и фрезами, установленными в план-суппорте.
4. КОНИЧЕСКОЕ ЗЕНКЕРОВАНИЕ – выполняется специальным
коническим зенкером.
5. ПРЯМОЕ ЗЕНКОВАНИЕ – выполняется прямой зенковкой с
направляющей цапфой, зенкером для глухих отверстий.
6. КОНИЧЕСКОЕ ЗЕНКОВАНИЕ – переход для обработки фасок, выполняе
мый конусной зенковкой.
7. РЕЗЬБОНАРЕЗАНИЕ – выполняется метчиком.
8. ОБРАБОТКА КАНАВКИ – выполняется вручную или план-суппортом
9. ПОЛУЧИСТОВАЯ ОБРАБОТКА – производится зенкерами
10. ЧИСТОВАЯ ОБРАБОТКА – выполняется развертками или резцами
для сквозных и глухих отверстий, включая план-суппортную
обработку.

ТИПОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ ПРИ ОБРАБОТКЕ
ОТВЕРСТИЙ

черновое фрезерование

Программирование обработки детали на фрезерных станках с ЧПУ

полузакрытая поверхность

Программирование обработки детали на фрезерных станках с ЧПУ

Схема «спираль»

с ЧПУ

с ЧПУ

в том кадре, где записаны

станках с ЧПУ

станках с ЧПУ

станках с ЧПУ

станках с ЧПУ

детали на токарных станках с ЧПУ

производительности
- черновая схема с подборкой
- черновая с получистовым зачистным проходом
Наибольшую

производительность обеспечивает схема «петля»
в связи с отсутствием зачистных ходов.

Черновая схема с подборкой проигрывает по
производительности черновой схеме с зачистным ходом, из-за
большой длинны вспомогательных ходов.

Для открытых зон наибольшую производительность обеспечи-
вает схема «петля», а для полуоткрытых и закрытых зон –
черновая схема с зачистным ходом.

Программирование обработки детали на токарных станках с ЧПУ

пазы,
резьбовые поверхности


К ним относят поверхности,
которые могут быть
обработаны резцом

для
контурного
обработки: цилиндрические,
конические,
сферические,
торцевые поверхности,
фаски.

Технологические особенности токарной
обработки на станках с ЧПУ:

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ

ОСНОВНЫЕ

ПОВЕРХНОСТИ

Программирование обработки детали на токарных станках с ЧПУ

могут быть
использованы типовые последовательности
переходов:
- черновая обработка основных поверхностей;
- черновая обработка

дополнительных поверхностей;

- чистовая обработка основных поверхностей;

чистовая обработка поверхностей не требующих черновой обработки;

- чистовая обработка дополнительных поверхностей.

Программирование обработки детали на токарных станках с ЧПУ

токарных станках с ЧПУ

используют
следующие языки:
AL, AUTOPASS, RAPT, VAL, ADA, УЦМ, ЯПТ
Существует 2 способа

программиро
вания:

Обучение – применяется в аппаратных
УЧПУ, где организация диалога
затруднена

Проблемно-ориентировочное программи
рование в диалоговом режиме

Критерием оценки качества

большого числа
расчетных операций, необходимых для определения координат
опорных точек обрабатываемого

контура детали, параметров
эквидистанты, назначение режимов обработки, инструмента и тд.
В среднем при подготовки УП ручным способом у программиста
уходит до 50% времени только на расчеты. Для сложных контуров,
трехмерных объектов, где опорных точек множество, ручным методом
подготовить программу НЕВОЗМОЖНО.

Созданные системы автоматизации программирования(САП) позволили всю
основную расчетную работу при подготовки УП переложить на ЭВМ, освободив
тем самым технологам основную часть времени для решения собственно
технологических задач.

Применение ЭВМ для подготовки УП поставило этот процесс на качественно
новый уровень. Стало достигаться быстродействие, появилось
возможность хранить на ЭВМ большой объем справочных баз
данных. Другими словами можно сказать, что производительность
техника-программиста возрастает в несколько раз

тех. процесса
с автоматизацией разработки технологии
без автоматизации разработки технологии
По

назначению

специализированные
универсальные
комплексные

По области применения

для обработки плоскостей, параллельных
координатным плоскостям
- 2,5, 3 или 5 – координатные для фрезер.
обработки,
- для обработки тел вращения,
- для комплексной обработки и др.

- высокого
По форме записи исходной информации
- с табличным входом

- языковые
- с электронным вводом данных

ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ САП:


СППС, САП-2, СПТС, СПС-Т,
СПС-ТАУ, «Технолог»,
СПП МИКРОАПТ, САП СПД
ЧПУ и другие

ЗАРУБЕЖНЫЕ САП:



АРТ, ADART, AUTOSPOT, JAPT,
EXAPT, NELNC,
MODAPT, IFAPT и другие

условиях осуществляется различными способами с помощью самых различных технических средств.

В условиях отечественных производств хорошо совмещаются самые современные компьютерные методы подготовки УП с давними испытанными и проверенными, к тому же более простыми и недорогими.

Устройства подготовки программ

Перфораторы, интерполяторы, координаторы, графопостроители,
считывающие устройства, устройства ввода графической информации,
устройства отображения информации на экран электронно-лучевых
трубок, установки для записи программ на магнитную ленту, установки
для записи программ на магнитный диск, печатающие устройства,
кодовые преобразователи, устройства контроля программ,
программаторы, устройства для подготовки данных на перфоленте,
устройства для подготовки данных на перфокарте, комплекс
взаимосвязанных устройств на базе ЭВМ, составляющие АРМ ТП,
комплексы малогабаритных переносных устройств
программирования для оперативного применения, графические
станции.