Автоматизована розробка уп для верстатів із чпу. Створення програм для верстатів із чпу
Державний освітній заклад
вищої професійної освіти
Московський державний індустріальний університет
ГОУ ВПО МДІУ
Науково-освітній матеріал
Круглий стіл на тему «Розробка програм для верстатів з ЧПУ з використанням сучасних CAD/CAM – систем»
Склад науково-освітнього колективу:
Бурдіна Є.А., к.п.н., доцент
Єгоркіна Є.Б., провідний інженер
Чичекін І.В., к.т.н.
Москва 2010 р.
Розробка керуючих програм для верстатів із ЧПУ з використанням сучасних CAD / CAM - Систем.
Метою цього курсу є підвищення кваліфікації викладачів вищої школи, пов'язаних з експлуатацією та навчанням на верстатах з ЧПУ.
Процес підготовки керуючої програми, перевірки її на ЧПУ та остаточного відпрацювання на верстаті вимагає спеціальної підготовки в даній галузі.
Програмою передбачено теоретичний курс, а також практичні заняття з використанням трьох координатного вертикально фрезерного багатоцільового верстата MIKRON 600 Рro з системою ЧПУ Heidenhain TNC530, токарно-фрезерного центру обробки INDEX ABC з системою ЧПУ Sinumeric.
"Підготовка та контроль керуючих програм для верстатів з ЧПУ фрезерної групи"
Тема 1. Запровадження.Вертикальний фрезерний багатоцільовий верстат із ЧПУ моделі MIKRON 600 Pro. Призначення та область використання верстата. Основні вузли та технічні характеристики верстата. Режими різання.
Тема 2. Pro ENGINEER . Побудова геометричної моделі, використовуючи елемент Ескізування. Створення твердого тіла, яке формує типову корпусну деталь.
Тема 3
Тема 4. GPost .
Тема 5. Heidenhain TNC 530. Влаштування імітаційної панелі управління. Керування файлами. Робота із таблицями інструментів. Дані інструменту. Корекція інструменту.
Тема 6 Heidenhain . Рух інструменту. Функції траєкторії. Програмування контурів. Робота із застосуванням циклів.
Тема 7 Ручне програмування контурів у кодах ISO .
Тема 8 Візуальний контроль траєкторії руху інструменту.Перевірка програм оператором. Безпосереднє оброблення деталі на верстаті.
"Підготовка та контроль керованих програм для верстатів з ЧПУ токарної групи"
1. Тематичний зміст курсу
Тема 1. Запровадження.Токарно-фрезерний обробний центр із ЧПУ моделі INDEX ABC. Призначення та область використання верстата. Основні вузли та технічні характеристики верстата. Режими різання.
Тема 2. Основи геометричного моделювання у середовищі Pro ENGINEER . Побудова геометричної моделі, використовуючи елемент Ескізування. Створення твердого тіла, яке формує типову деталь для токарної обробки.
Тема 3 Розробка керуючих програм.Проектування заготівлі. Розрахунок технологічних властивостей виробництва. Створення таблиці інструментів. Побудова траєкторії обробки. Отримання програми, що управляє.
Тема 4. Генерування керуючих програм за допомогою постпроцесора, використовуючи вбудований додаток GPost . Основні функції. Вибір постпроцесора.
Тема 5. Основи ручного програмування SINUMERIC . Керування файлами. Робота із таблицями інструментів. Дані інструменту. Корекція інструменту. Синхронізація інструментальних головок.
Тема 6 Ручне програмування контурів, використовуючи стандартні цикли.Токарні цикли. Цикли свердління. Функції траєкторії. Програмування контурів. Робота із застосуванням циклів.
Тема 7 Ручне програмування контурів у кодах ISO . Основні функції. Допоміжні функції. Формат кадру. Програмування контурів.
Тема 8 Візуальний контроль траєкторії руху інструмента, використовуючи вертуальну машину.Принцип роботи, основні функції. Перевірка програм оператором.
Тема 9. Навчання на обладнанні.Складання програм, що управляють. Робота на устаткуванні. Безпосереднє оброблення деталі на верстаті.
Токарна обробка.
Токарний багатоцільовий верстат фірми INDEX моделі АВС призначений для обробки широкої номенклатури деталей тіл обертання порівняно простих геометричних форм як на автоматі (прутковий варіант заготівлі), так і як на верстаті з ЧПУ для деталей складної геометричної форми (обробка індивідуальних заготовок). Таким чином, верстат INDEX моделі АВС об'єднав переваги автомата для обробки прутків з кулачковим керуванням та універсального токарного верстата з ЧПУ.
Необхідність суміщення на одному верстаті двох принципів обробки деталей визначається розвивається в даний час технології обробки дрібних деталей, висока ефективність обробки яких досягається використанням принципу поздовжнього точення з цангою, що подає.
Автомати з цангою, що подає, можуть працювати з прутками діаметром до 22 мм. Більшість таких верстатів керуються ЧПУ. Практично завжди верстат комплектується спеціальним пристроєм, що автоматично подає пруток в зону обробки через цанговий патрон.
Розширені технологічні можливості верстата забезпечуються широкою номенклатурою ріжучого інструменту та відповідна кількість інструментальних головок. Наявність, наприклад, на верстаті 19 інструментів забезпечує повну обробку переважної номенклатури деталей, що виготовляються з прутка.
Для розглянутого варіанта верстата сьогодні комплект ріжучого інструменту являє собою оптимізований набір, що забезпечує наступні операції обробки деталей: токарні, різьбові, відрізні, канавкові, а також розточувальні. використовують можливості верстата.
Вимоги до інструменту для дрібнорозмірної обробки дещо відрізняються від звичайних вимог. Ці вимоги повинні забезпечувати такі особливості дрібнорозмірної обробки: більш високу точність та якість обробки; можливість обробки будь-яких матеріалів; більш уважний контроль за процесом утворення стружки; проводити обробку з високою продуктивністю.
Мал. 1 . Різновиди багатогранних пластин, що рекомендуються до використання дрібнорозмірної обробки: 1 – для відрізки та обточування канавок; 2 – для нарізування різьблення; 3 – для відрізання труб та деталей невеликого діаметру; 4 – для зовнішнього точення; 5 – для розточування внутрішніх діаметрів; 6 – для відрізки, обробки канавок, нарізування різьблення; 7 – обробка канавок; 8 – зовнішнє різьблення; 9 – зовнішнє точення; 10 - внутрішнє різьблення; 11 – для внутрішнього точення, обробки канавок та нарізування різьблення
Компонування та основні вузли верстата
Основа верстата є звареною сталевою конструкцією, на якій встановлена похила станина з двома незалежними револьверними головками. Така конструкція має хорошу демпфуючу здатність, а також створює оптимальні умови для виконання точної обробки, оскільки структура несучої частини верстата має високу стійкість до вигину і кручення, що виникає в результаті процесу різання.
Всі лінійні переміщення по координатах відбуваються по напрямних кочення, які виготовлені з високою точністю і мають особливу чутливість до малих переміщень. З'єднання із силовим замиканням між шпиндельною коробкою та станиною, а також запобіжні муфти на всіх кулькових ходових гвинтах захищають працездатність верстата від можливих непередбачених зіткнень та інших нестандартних ситуацій.
Сприятливі термодинамічні умови роботи верстата забезпечуються симетричною конструкцією шпиндельної коробки і контролем температури, що змінюється в процесі різання, а також перпендикулярним розташуванням шпиндельної коробки до інструментальної площини.
Основні переваги верстата такі:
Компактна конструкція верстата, що займає порівняно невелику площу;
Скорочення штучного часу за рахунок обробки заготовки з двох сторін та з використанням до 3-х інструментів, що працюють одночасно;
Можливість роботи приводних (обертових) інструментів на всіх супортах верстата;
Можливість обробки сталевих багатогранних прутків;
Зручний та доступний для налагодження робочий простір верстата.
На рис. 2 показані основні вузли, що входять до складу верстата. Для наочності верстат представлений у вигляді відкритому від захисних пристроїв та зовнішньої огорожі.
Рис.2 . Вузли токарного багатоцільового верстата з ЧПУ Index серії ABC: 1 – основа; 2 – другий револьверний супорт; 3 – мотор-шпиндель; 4 – головний привід; 5 – супорт для обробки тильного боку деталі; 6 – перший револьверний супорт; 7 – похила станина; 8 – привід подачі
Мал. 3. Робоча зона верстата: 1 - права частина оброблюваної деталі; 2 – цанговий патрон; 3 – шпиндель; 4 – супорт для обробки тильного боку деталі; 5 – свердло малого діаметра; 6 – свердло; 7 – ліва частина оброблюваної деталі; 8 – різець; 9 – синхронний шпиндель; 10 – перший револьверний шпиндель; 11 – свердло; 12 поздовжній різець; 13 - другий револьверний супорт; 14 – каретка
Права сторона заготівлі 1 може оброблятися будь-яким варіантом прохідного (або підрізного) різця 12 , розташованого у другому супорті 13 , який має лінійні координатні переміщення X 2 , Y 2 , а також можливість встановлюватися по куту по координаті з 1. Лінійні переміщення супорта здійснюються каретками 14 . Крім того, на цій частині заготовки від першого супорту 10 можна обробляти центральні або бічні поверхні інструментами 11 .
Після повної обробки правої частини заготовки, до неї підводиться синхронно шпиндель, що обертається 9 і захоплює оброблену праву частину. Поперечним різцем, розташованим на другому супорті (на малюнку не показано), права частина відрізається від заготовки і супорт перший 10 виводить заготовку 7 в положення, як показано на рис. 3 для остаточної обробки її інструментами 5, 6, 8 додаткового супорта 4. Остаточно оброблена деталь звільняється від затиску і падає в магазин готових деталей.
При обробці пруткового матеріалу після закінчення першої частини обробки з завантажувального пристрою подається заготовка до упору з метою не переривання циклу обробки від суміщеного режиму одночасної обробки правої і лівої частин заготовки.
Таким чином, на верстаті для обробки заготовок можна використовувати кілька варіантів технологічних стратегій обробки.
Мал. 4 Зразки деталей, виготовлені на верстатах серії АВС INDEX : а - деталь із алюмінію; б – бронзова втулка; в – сталева шайба; г-мідний штуцер; д – сталева втулка; е - виделка
Система керування INDEX C200-4
Система керування INDEX C200-4 (рис. 4.9) виконана на базі системи Siemens 840 D та призначена для здійснення інтелектуального керування процесами різання на верстатах фірми INDEX.
Мал. 5. Система керування INDEX C 200-4
Відмінна риса системи INDEX C200-4 полягає в незалежності управління процесами та зручністю програмування циклів обробки заготовок.
Незалежність керування дозволяє проводити тестові індикації, не впливаючи при цьому на процес керування верстатом. На екрані пульта управління можна здійснювати загальний огляд роботи всіх шпинделів і осей переміщення супортів, визначати місце і причину помилок, що виникли, мати оперативну довідку про процес роботи верстата або необхідну сервісну документацію в будь-який час.
Зручність програмування, насамперед, визначається наявністю понад 70 підготовлених циклів, які знайшли більший додаток до технологічних процесів виготовлення різних деталей. У процесі різання система забезпечує оператора детальною інформаційною підтримкою та гарантує також надійне виконання програми за максимальної гнучкості при вирішенні конкретних завдань замовника. Крім того, система може вирішувати завдання забезпечення оптимального завантаження верстата.
Система управління забезпечує швидке налаштування на:
Блокування за необхідності всіх осей верстата;
Покрокове підведення інструментальних супортів;
Тестування циклів обробки, що перекриваються, в стані до включення команди на початок обробки;
Контролює оператора перед кожним перемиканням револьверної головки.
Стартове положення верстата забезпечується:
Поверненням у вихідне положення (у нуль) натисканням відповідної клавіші;
- «перемотуванням» програми до потрібного місця зі збереженням синхронізації каналів;
Підведення за допомогою REPOS точно у стартову (нову) точку;
За допомогою стартових умов.
Структура системи управління
На рис.6 показано структуру системи ЧПУ INDEX C200-4.
Для обробки заготівлі розробляється зазвичай кілька програм. Ці програми зберігаються у каталозі з ім'ям заготівлі. Кожна програма обробки містить наступні один за одним за часом команди для незалежного переміщення певного вузла верстата (наприклад, інструментальної каретки/револьвера).
Виконання окремої програми обробки, тобто. первинна обробка кадру та інтерполяція шляху відбувається в окремому каналі. Для одночасного виконання кількох операцій потрібно кілька каналів. Ці канали координує PLC (Програмований логічний контролер).
Каналам відповідають керовані осі, шпинделі та функції перемикання верстата, тобто. керовані вузли.
Всім програмам обробки деталей повинні бути присвоєні номери, за якими вони однозначно визначалися б у загальній пам'яті.
Рис.6. Структура системи управління
Один канал обробляє власну програму обробки деталей. Усі канали верстата пронумеровані. Оскільки для одного затиску виробу, що обробляється, бувають необхідні кілька каналів і нерідко додаткові спеціальні операції (тобто програми обробки деталі), то необхідно дотримуватися наступної структури номера програми.
Звичайна обробка (головна програма) для каналу 1 (револьверна головка 1) називається: %_N_1_0_MPF або %_N_1_MPF.
Звичайна обробка (головна програма) для каналу 2 (револьверна головка 2) називається: %_N_2_0_MPF або %_N_2_MPF,
програма виготовлення деталі з прутка (програма початку прутка) для каналу 1 називається: %_N_1_7_MPF.
Головні програми та підпрограми записані у програмній пам'яті.
Поряд із ними існує ряд типів файлів, які можуть записуватися в проміжну пам'ять і за потреби (наприклад, при обробці певної заготовки) переносяться в оперативну пам'ять (наприклад, для ініціалізації).
Усі заготовки зберігаються у каталозі " _ N_WKS_DIR", утворюючи підкаталоги. Кожен підкаталог складається з упорядкованих програм обробки заготовки.
%_ N_1_0_ MPF
; Ім'я програми:...
;-- Початок програми ---
N10 L100
N20 GX73
N9999 M30
%_N_2_0_MPF
;$PATH=/_N_WKS_DIR/_N_TEST_WPD
; Ім'я програми:...
;-- Початок програми ---
N10 L100
N20 GX73
N9999 M30
Підпрограма у заготівлі "Test"
%_N_L10_SPF
;$PATH=/_N_WKS_DIR/_N_TEST_WPD
Підпрограма у каталозі підпрограм
%_ N_ L700_ SPF
;$ PATH=/_ N_ SPF_ DIR
Практичні заняття.
Побудова моделі валу.
Файл > Задати робочу папкуc:\users\student\* .
· Назва моделі задайте VAL, потім натисніть ОК .
OK .
· Новий файл з назвою VAL буде створено.
іконок відповідно Базові площини вкл/виклі Увімк/викл системи координат .
Налаштуйте систему вимірювання.
У головному меню натисніть Правити > Налаштування > Одиниці. У діалоговому вікні Менеджер одиниць виміру міліметр Кілограм Сікта натисніть Задати, ОК .
У вікні Менеджер одиниць вимірунатисніть Close (Закрити).
Зберегти > ENTER .
Наступною дією ми створимо ескіз валу. 3.
Малювання Ескіз
Прив'язки прив'язкинатисніть ОК .
Виберіть іконку Створити лінію,побудуйте контур валу в поздовжньому перерізі, як показано на малюнку.
Виберіть іконку Осьова лінія,і проведіть через початок координат, як показано на малюнку 3.
Для завершення створення ескізу на панелі ескізу
натисніть іконку Продовжити з поточним перетином. Готовий ескіз показаний малюнку 3.
На головній панелі інструментів натисніть на іконку Список збережених видівта у списку, що випадає, виберіть Standard Orientation .
На панелі створення конструктивних елементів натисніть значок Обертати. Далі у дереві конструювання виберіть створений ескіз «Ескіз 1». Система автоматично поверне ескіз із параметрами за замовчуванням. У діалоговій панелі вводимо параметр обертання 360 °. Дивись рисунок 4.
………
………
Модель має виглядати, як показано на малюнку
Вертикальний фрезерний багатоцільовий верстат
З ЧПУ МОДЕЛІ MIKRON VCE 600 Pro
Призначення та область використання верстата
Вертикальний 3-х координатний фрезерний багатоцільовий верстат моделі MIKRON VCE 600 Pro, зовнішній вигляд якого показано на рис. 7 призначений для виконання свердлильних, розточувальних, різьбових отворів (без використання компенсаційного патрона) та фрезерних робіт при обробці складнопрофільних поверхонь деталей, виготовлених із сталі, чавуну, високолегованих сталей, кольорових та інших матеріалів.
Мал. 7. Зовнішній вигляд верстата моделі MIKRON VCE 600 Pro
Позитивна особливість верстата визначається високою потужністю різання, точністю та простотою програмування безпосередньо на верстаті із застосуванням стандартних циклів (наприклад, при фрезеруванні відкритих та поглиблених площин). Висока частота обертання інструментального шпинделя (до 10000 хв -1) та стійкість інструменту (завдяки внутрішньому охолодженню) дозволяє обробляти високоміцний алюмінієвий сплав фрезами малого діаметра, що є надзвичайно важливим при обробці довгомірних деталей авіаційної та космічної промисловості. Важливою областю використання верстата є область виготовлення прес-форм та штампів із застосуванням фрез сферичної форми, що забезпечує чистову операцію фрезерування поверхонь.
Область використання багатоцільового верстата з ЧПУ – машинобудування.
Основні вузли та технічні характеристики верстата
На рис. 8 показано основні вузли, що входять до складу верстата MIKRON VCE 600 Pro.
Мал. 8 . Основні вузли MIKRON VCE 600 Pro : 1 – станина; 2 – робочий стіл; 3 – інструментальний шпиндель; 4 – інструментальний магазин; 5 – пневмогідравлічний підсилювач тиску; 6 – шпиндельна бабка; 7 – стійка; 8 – привід подачі
Станіна 1 та стійка 7верстата є конструктивною основою системи зв'язку всіх вузлів, що забезпечують формотворчі рухи при різанні. Високостабільна та жорстка основа досить великих розмірів пристосована для успішного гасіння вібрацій навіть при повному навантаженні та в режимі безперервної роботи. Ця особливість корисна при проведенні фрезерних робіт, коли потрібно забезпечувати високу якість при обробці різних поверхонь деталей з необхідною точністю за формою та геометрією.
Робочий стіл 2призначений для встановлення, закріплення та позиціонування заготовки щодо ріжучого інструменту. Робочий стіл у верстаті виконує лінійні рухи за координатами Xі Y. На відкритій поверхні робочого столу розташовані Т-подібні пази паралельні координати X. У передній частині столу передбачено підключення стиснутого повітря для затискання палет.
Інструментальний шпиндель 3розташований у шпиндельній бабці 6 на високоточних кулькових підшипниках, опори яких розташовані один від одного на відстані, що забезпечує високу жорсткість шпинделя. Підшипники змащені консистентним мастилом на тривалий період. Захист переднього підшипника заснований на використанні «повітряної» заслінки, що є простим та надійним ущільненням підшипника. Затискач різального інструменту відбувається за рахунок пружини, розташованої в шпинделі, а розтискання – від гідравлічної системи. При зміні інструменту внутрішній "крутий" конус обдувається стисненим повітрям. Інструментальний шпиндель забезпечує роботу на великі зусилля при фрезеруванні та розточування, а також високі частоти обертання шпинделя при обробці алюмінієвих сплавів. Інструментальна шпиндельна головка має водяне охолодження. Охолодна рідина закачується з резервуару СОЖ. Охолодження постійне, але не контрольоване та не регульоване. Застосування активного охолодження шпинделя позитивно позначається роботі шарикопідшипників, зберігаючи у своїй високу термостабільність шпинделя і зберігаючи тривалий термін служби. Обертання інструментального шпинделя походить від мотора-шпинделя через ремінну зубчасту передачу.
Інструментальний магазин 4,входить до складу автоматичної зміни інструменту. Пристрій зміни інструментів виконаний як магазин барабанного типу, який комплектується інструментами, необхідними для обробки. Автооператор подає інструмент із магазину до робочого шпинделя і вивантажує зі шпинделя до магазину відпрацьований інструмент. Управління зміною відбувається автоматично у загальному циклі роботи верстата. У барабанному магазині інструменти розміщуються в гніздах (комірках) та за допомогою пружинного пристрою механічно підтримуються у гнізді від випадання. Стандартна процедура заправки магазину проводиться вручну шляхом встановлення інструменту в шпиндель верстата. Потім зі шпинделя автооператором передається інструмент у відповідний осередок магазину.
Пневмогідравлічний підсилювач тиску 5створює високий тиск, необхідного для приведення в дію (розтискання інструменту) гідромеханічного пристрою для встановлення інструменту. Інструментальний шпиндель має пасивну систему встановлення інструменту. Це означає, що інструмент утримується в шпинделі за рахунок пружини, а гідравлічно звільняється. Пневмогідравлічний підсилювач розташований над інструментальним шпинделем.
Переміщення на верстаті (приводу подач 8)здійснюються столом за двома координатами ( Xі Y) та шпиндельною бабкою 6 вертикально за координатою Z. Кожна координата представляє систему, що складається з високомоментного електродвигуна, сполучної муфти кулькової гвинтової пари. Кулькові ходові гвинти, що зафіксовані з двох сторін, монтуються з попереднім натягом. Завдяки цьому забезпечується точність руху, що, у свою чергу, є важливою умовою досягнення високої якості виготовлення виробу на верстаті. Переміщення виконавчих органів верстата (стола, шпиндельної бабки) здійснюються лінійними напрямними (виготовлених із загартованої сталі) з кульковими блоками. Ці рішення мають відмінні динамічні властивості і не вимагають великих витрат енергії. Величина і точність переміщення координатами забезпечується резольверами, вбудованими в двигунах. Сигнал від резольвера передається до системи керування.
Управління верстатом та ручне налагодження окремих його функцій
Опис елементів керування.На рис. 9 показаний екран та панель управління верстатом системи CNC фірми Heidenhain, де горизонтальні та вертикальні функціональні кнопки запрограмовані фірмою. Інші кнопки, функціональні призначення яких вказані в описах подрисунков, призначені для включення відповідної функції управління.
Мал. 9. Екран та панель управління: 1 – горизонтальна панель функціональних клавіш; 2 – перемикання на горизонтальну панель управління; 3 – вибір сектора екрана; 4 – перемикання на вертикальну панель управління; 5 – вертикальна панель функціональних кнопок; 6 – клавіша перемикання екрана на режими роботи верстата або програмування
Практичні заняття
Запускаємо Pro/ENGINEER подвійним натисканням на значок на робочому столі.
Встановіть робочу папку. Натискаємо Файл > Задати робочу папкувідкриється вікно де ми вибираємо потрібну папку, де зберігатимуться всі моделі нашого завдання, наприклад c:\users\student\* .
Створіть нову модель, використовуючи шаблон, запропонований за замовчуванням.
· Назва моделі задайте PLITA_V, потім натисніть ОК .
· Залишіть без зміни вибраний шаблон і клацніть OK .
· Новий файл під назвою PLITA_V буде створено.
Якщо опорні площини та система координат у деталі не показані, на головній панелі інструментів увімкніть їх відображення за допомогою
іконок відповідно Базові площини вкл/виклі Увімк/викл системи координат .
Виберіть кожен об'єкт у дереві конструювання, щоб підсвічувати його у робочому вікні.
Площина у вікні моделювання.
Налаштуйте систему вимірювання.
У головному меню натисніть Правити > Налаштування > Одиниці. У діалоговому вікні Менеджер одиниць виміру(рис. 2) зверніть увагу на активну систему одиниць виміру, якщо вона відрізняється від стандарту ГОСТу то оберете міліметр Кілограм Сікта натисніть Задати,у вікні вибираємо інтерпретувати 1 мм = 1” і натискаємо ОК .
У вікні Менеджер одиниць вимірунатисніть Close (Закрити).
Малюнок 2: Вікно вибору активної системи одиниць виміру.
На головній панелі інструментів натисніть Зберегти > ENTER .
Наступною дією ми створимо ескіз для верхньої плити
На панелі інструментів натисніть іконку Малювання. Як ескізну площину вкажіть опорну площину TOP (у дереві конструювання або безпосередньо на моделі). У діалоговому вікні Ескіз натисніть Ескіз. Після цього Ви повинні увійти в режим ескізування.
Як прив'язки, якщо з'явилося вікно Прив'язки, виберіть систему координат PRT_CSYS_DEF. У діалоговому вікні прив'язкинатисніть ОК .
На панелі інструментів ескізу виберіть значок Окружність. Побудуйте коло довільного радіуса з центром у точці початку координат, двічі натисніть на колесо миші, виберіть розмір подвійним натисканням, що з'явився, і введіть значення 90 мм, натисніть Enter .
Виберіть іконку Створити прямокутник,побудуйте прямокутник як показано на малюнку 3 (200Х170) з початком у центрі кола, намалюйте друге коло з центром у вершині прямокутника.
Виберіть іконку Створити лінію,побудуйте чотири дотичні до кіл під кутом 45°.
Задайте робочу директорію c:\users\student\* .
Натисніть Файл > Новий .
Виберіть тип Виробництвота підтип ЧПУ Складання .
Введіть ім'я PLITA_V та натисніть OK .
У меню менеджера натисніть Налаштування > Одиниціу вікні виберіть пункт Міліметр.Кілограм.Секундаі натисніть Задати, у вікні вибираємо інтерпретувати 1 мм = 1” і натискаємо ОК .
У меню менеджера натисніть Модель виробництва > Зібрати > Посилальна модель .
Виберіть PLITA_V.PRT та натисніть Відкрити. З'явиться модель, як показано на наступному малюнку
Посилальна модель.
Закріплення заготівлі. Курсором вкажіть систему координат складання, а потім систему координат деталі, як показано на малюнку. Натисніть , ОК .
: Вибір прив'язок.
Натисніть Зроблено / Повернення .
Створення заготівлі.
Натисніть у менеджері меню Модель виробництва > Створити > Заготівля .
Введіть PLITA_V_ZAG та натисніть OK .
Натисніть Твердотільний >Виступ
Натисніть Малювання. Виберіть нижню поверхню деталі та натисніть кнопку «Ескіз». Відкриється меню Ескізу, у меню Прив'язкивиберете як прив'язку систему координат деталі.
: Прив'язки .
Намалюйте прямокутник як показано за допомогою команди , , і натисніть Готово .
: Ескіз заготівлі.
У меню менеджера натисніть Зроблено .
Введіть значення виступу 55мм, переконайтеся, що витягування відбувається в тіло деталі і натисніть
Модель набуде вигляду як показано на малюнку.
: Заготівля.
Рисунок 24: Вікно налаштування операції.
3.2. Натисніть [Параметры станка] у діалоговому вікні Настройка операции.
З'явиться вікно Настройка верстата. Заповнюємо поля ім'я верстата та управління ЧПУ згідно з малюнком 25.
Текст готової програми в СL-коді виглядає так:
$$* Pro/CLfile Version Wildfire 4.0 - M040
$$-> MFGNO / PLITA_V_MFG
PARTNO / PLITA_V_MFG
$$-> FEATNO / 2437
MACHIN/UNCX01, 1
$$-> CUTCOM_GEOMETRY_TYPE / OUTPUT_ON_CENTER
$$-> CUTTER / 0.472441
$$-> CSYS / 1.00000000000, 0.0000000000, 0.0000000000, 0.0000000000, $
0.0000000000, 1.0000000000, 0.0000000000, 0.0000000000, $
0.0000000000, 0.0000000000, 1.0000000000, 0.0000000000
SPINDL/RPM, 2000.000000, CLW
FEDRAT / 500.000000, IPM
GOTO / -0.3515327633, 2.4880299013, 0.0000000000
CIRCLE / -0.6299212598, 2.7664183978, 0.0000000000, $
GOTO / -0.2362204724, 2.7664183978, 0.0000000000
GOTO / -0.2362204724, 5.1075973502, 0.0000000000
CIRCLE / -0.6299212598, 5.1075973502, 0.0000000000, $
0.0000000000, 0.0000000000, 1.0000000000, 0.3937007874
GOTO / -0.3515327633, 5.3859858467, 0.0000000000
GOTO / -1.4197813323, 6.4542344157, 0.0000000000
CIRCLE / -0.0000000000, 7.8740157480, 0.0000000000, $
GOTO / 1.4197813323, 9.2937970803, 0.0000000000
GOTO / 2.4880299013, 8.2255485113, 0.0000000000
CIRCLE / 2.7664183978, 8.5039370079, 0.0000000000, $
0.0000000000, 0.0000000000, 1.0000000000, 0.3937007874
GOTO / 2.7664183978, 8.1102362205, 0.0000000000
GOTO / 6.6928980436, 8.1102362205, 0.0000000000
CIRCLE / 6.6928980436, 7.8740157480, 0.0000000000, $
GOTO / 6.9291185160, 7.8740157480, 0.0000000000
GOTO / 6.9291185160, -0.0000000000, 0.0000000000
CIRCLE / 6.6928980436, -0.0000000000, 0.0000000000, $
0.0000000000, 0.0000000000, -1.0000000000, 0.2362204724
GOTO / 6.6928980436, -0.2362204724, 0.0000000000
GOTO / 2.7664183978, -0.2362204724, 0.0000000000
CIRCLE / 2.7664183978, -0.6299212598, 0.0000000000, $
0.0000000000, 0.0000000000, 1.0000000000, 0.3937007874
GOTO / 2.4880299013, -0.3515327633, 0.0000000000
GOTO / 1.4197813323, -1.4197813323, 0.0000000000
CIRCLE / 0.0000000000, -0.0000000000, 0.0000000000, $
0.0000000000, 0.0000000000, -1.0000000000, 2.0078740157
GOTO / -1.4197813323, 1.4197813323, 0.0000000000
GOTO / -1.4197813323, 1.4197813323, 3.9370100000
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
|
Текст програми |
Опис |
|
Задаємо параметри: площину обробки, номер нульової точки, абсолютні значення |
|
|
Виклик інструменту з номером 1 |
|
|
Включення шпинделя – 8000 об/хв |
|
|
Прискорене переміщення до точки X-19 Y-19 |
|
|
Прискорене переміщення на висоту |
|
|
Лінійне переміщення інструменту в точку ХЗ Y3 з подачею F = 600 мм/хв. |
|
|
Переміщення інструменту по дузі радіусом 8 мм у точку X8 Y3 |
|
|
Вимкнення шпинделя |
|
|
Завершення програми |
Є три методи програмування верстатів з ЧПУ:
- Вручну.
- На верстаті, на стійці з ЧПУ.
- 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 програмі виходить більше 70 рядків коду, то 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 програми, що керує, крім шлюбу, також 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.
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