Вопросы по программировани "Тех подготовка"

№1.

1.1.

Тех.подготовка проз-ва – сложный и отвественный процесс, результат которого напрямую влияет на кач-во выпускаемой продукции и рентабельность проз-ва. Тех.работы, выполняемые при применении станкоы с ЧПУ требуют иного подхода, чем для обор-ия с ручным управлением. На 1ом этапе произв-ся геом-ии и техн-ии информ-ции. Геом-ей инф-цией опр-ют из чертежа детали, оносится координаты центров отверстий, радиусы дуг, опр-ей контура, коор-ты центров этих окружностей, коор-ты опорных точек, эл-ты траектории и т.д. К тех. инф-цией, опред. Назначение детали и тех.усл-ии на её изготовление относятся: операционная тех.карта, данные о реж. И вспомог. Инструменте и оснастке, РР, задание тех команд и др. На 2ом этапе полученная информация переводится на машинный язык, который воспроизводится с ЧПУ. В общем случае нач-ся с разработки ТП на деталь и выделение операцй программ обр-ки.

1.2.

Рисунки и схема.

Особенности тех.подготовки произ-ва для станков с ЧПУ:

1) Выскоие требования к кач-ву подготовки ТП. Требуется более точный выбор инструмента и оснастки, более жесткие требования к заг-ке.

2) Сложность и трудоемкость проектирования ТП. Необходимость применять матем-кие знания и знания кодов, понимаемых системой.

3) Более сложный состав и люъем. Для эффек-го решения задач тех.подготовки произ-ва применяются различные программные кассеты и содлуи, которые могут работать как автономно, так и в составе комплексной информ-ной системы предприятия. Применение прикладных модулей обеспечивает повышенное кач-во инженерных работ за счет сокращения рутинных операция и снижения вероятности ошибок.

В рез-те обеспечиваетя сокращения сроков подготовки произ-ва за счет сроков подготовки произ-ва за счет автоматизации этапов тех.подготовки произ-ва, параллельного выполнения констр.и тех.проектирования, оптимизация затрат на изг-ние изд-й.

№2.

2.1

Тех.документация – это комплекс текстовых и графических документов, опр-х в отдельности или в совокупности ТП изготовления изделия содержаний в данные для орг-ции произ-ва. Гос-ными стандартами установлена единная система тех.документации ЕСТД, в которой опр-ны правила разработки оформлния и комплектации, применяемые всеми машиностроит-ми и приборостр-ми произ-вми. Тех.документацию можно разделить на справочную и сопроводительную.

2.2.

В состав справочной документации входит:

1) классификатор детали по констр-кой тех-м признакам;

2) типовые ТП;

3) каталоги и карточки универсальных станков и станков с ЧПУ;

4) реж-го, вспомог-го и измерительного инструментов, приспособлений и обработанных материалов;

5) нормативы режимов резания;

6) табл.допусков и посадок;

7) инструментальной по расчету кодированию, записи, контролю редактированию программы;

8) методические материалы по определению экном-кой эффективности обр-ки на станках с ЧПУ.

К справочной документации относится:

1) Карта станка с ЧпУ для записи его краткой хар-ки.

2) Карта РИ для записи необходимых для программирования данных об инструменте.

А) тип и назначение инструмента;

Б) хар-р обработки;

В) шифр инструмента;

Г)кооор-ты вершины инструмента;

Д) материал режущей части;

Е) предельные глубины резания и врезанья;

Ж) длину режущей части;э

З) главные и вспомог-е углы в плане.

К карте приводится эскиз, поясняющий расположение вершины инструмента и ориентацию его режущей части.

3) Карта крепежной оснастки исп-тся для записи р-ров патрона и зажимных кулачков. Карта содержит шифр патрона, эскиз патрона с кулачками.

4) Карта обраб-мого материала предназначена для записи тех.параметров, которые исп-тся при выборе РР.

2.3.

Сопроводительная документация включает информацию о прогрммирование обр-ки детали на ст-ке с ЧПУ, инф-цию о наладке станка и инструмента, информацию о контроле УП. Сопроводительная докум-ция составляется по мере выполнения соотв-го этапа тех.подготовке произ-ва. Состав сопроводительной документации регламентируется ГОСТом. Содержит:

1) Операционную карту для описания операция ТП с разделением на переходы и указанием обор-ия, оснастки и РР. Особенность операц-й карты за ст-ком с ЧПУ – это то, что она содержит указ-я о взаимных расположении базовых поверх-й деталей, крепежного приспособления и инструмента при описании установов и переходов.

2) Карту наладки станка, которая содержит сведения используемые при наладке станка для работы по УП. Для каждого установа в карту записывают номер чертежа и наименование детали, модель станка с ЧПУ, номер УП, тип и материал заг-ки, коор-ты исходных положений рабочих органов станка, эскиз поясняющий схему крепления заг-ки.

3) Карту наладки инструмента, кот-ю используют при наладке инструмента вне станка и установке его на станке в соотв-ии с выбратой колодкой. В карту записывают коор-ты вершин всех инструментов наладки и показания прибора для их настройки вне станка.

4) Операц-я расчетно-техноло-я карта (РТК) предназначена для ручной подготовки УП. В эту карту записывают номера коор-ты или приравненные коор-ты опорных точек траектории, подачи на отдельных траекториях движения инструмента, частоты и вращения шпинделя, номера корректоров и техн-кие команды. Прилагают эскиз траектории инструмента (центра) с номерами опорных точек. Обозначение начало коор-т и точек которых выпол-ся тех.команды.

5) распечатка программы на бумажном носителе.

6) график траектории инструментов.

7) акт внедрения УП.

№3.

3.1.

Оси коор-т у ст-в распологают обычно парал-но направляющим станка, что позволяет при программ-и обр-ки указывать направления и величины перемещения органы станка. В кач-ве единой системы коор-т для всех станков с ЧПУ принято станд-я прямоугольная система, при кот-й оси x,y и z указывают полож-е перемещения инструментов относ-но подвижных частей ст-ка. Полож-е направления движения заг-ки относ-но неподвижных частей ст-ка указ-ют оси со штрихами. Т.о. положительными всегда явл-ся такие движ-я, при кот-х инстр-т и заг-ка удаляются друг от друга. Круговые перемещения инструмента обоз-тся буквами a вокруг оси x, b-x, c-z, а круговые перемещения заг-к соотв-но abc со штрихами. В понятие круговые перемещ-я заг-ки не входит вращение шпинделя, несущего инстр-т или шпинделя токарного ст-ка. Для обоз-я вторичных угловых дв-й вокруг спец-х осей исп-ют буквы d и e. У ст-ковразл-х типов и моделей системы коор-т размещают по-разному, опр-яя при этом полож-е направл-я осей и размещения начала коор-т. Система коор-т ст-ка явл-ся гл-й расчетной системой, в кот-й опр-тся предельные перемещ-я начальной и текущей положение раб-х органов ст-ка. При этом полож-я раб-х органов ст-ка хар-ют их базовые точки, выбираемые с учетомконстр-х особенностей отдельных управляемых по прогр-ме узлов ст-ка. Базовая точка м/б матер-но выражена точным базовым отверстием в центре стола ст-ка. В станлар-й системе коор-т станка полож-е направ-я осей коор-т опр-ют по правилу правой руки. Полож-е вращений этих осей опр-ся др. правилом правой руки. Для того, чтобы не было путанцыс полож-ми направ-ми рабочих органов, связанных с заг-кой и инстр-ом обоз-е осей без штриха при подготовке УП исодят из того, что инструмент движется отн-но неподвижной заг-ки. В соотв-ии с этим и указ-ют полож-е направл-я осей коор-т на схемах, эскизов и др. док-мов, кот-е исп-тся при программ-ии.

3.2.

Система координат детали (СКД) служит для задания координат опорных точек обра­батываемых поверхностей (контура, профиля и т. д.). Опорными называют точки начала, конца, пересечения или касания геометрических элементов, из которых образованы кон­тур детали и траектория движения инструмента на переходах обработки. Применяют пра­вую прямоугольную, цилиндрическую и сферические системы координат. Вместо трехобъемных систем координат в частных случаях используют прямоугольные и полярные двухкоординатные системы. Точку на детали, относительно которой заданы ее размеры, называют нулевой точкой детали (нуль детали).

При разработке управляющей программы программист использует именно систему координат детали. При выборе СКД целесообразно: принимать направление осей таким же, как направление осей в СКС; нуль детали располагать так, чтобы все или большая часть координат опорных точек имели положительное значение; координатные плоскости СКД совмещать или располагать параллельно базам детали; координатные оси совмещать с возможно большим числом размерных линий или осей симметрии.

3.3.

Система координат инструмента предназначена для задания положения его режущего лезвия. Оси СКИ параллельны и направлены в ту же сторону, что и оси СКС. Начало СКИ выбирают с учетом особенностей установки инструмента на станке. Инструмент рассматривают в сборе с державкой. Указывают положение формообразующих элементов режущих кромок. У вращающегося инструмента указывают координаты точки пересечения с осью вращения.

Заданное расположение поверхностей детали будет достигнуто в двух случаях: если заготовка и инструмент установлены в определенном положении в системе координат станка (СКС), т. е. точно известно положение СКИ и СКД в СКС, или, если все системы совмещены. В обоих случаях до обработки необходимо точно знать расположение систем координат станка, изделия и инструмента. Это согласование достигается наладкой технологической системы.

№4.

4.1.

Для обр-ки детали по программе прежде всего необходимо опр-ть рабочие вспомог-е траектории перемещения центра инструмента. Оносительно контура обраб-мой детали траектория движения центра инструмента может располагаться по-разному: совпадать с контуром или быть эквидистантой, изменять положение относительно контура по опр-му закону. Для полной обр-ки детали траектория движения центра инструмента должна быть не прерывной. Опр-ть её сразу, как единое целое трудно, т.к. программ-ная траектория явл-ся сложной т опр-т перемещение центра инструмента в пространстве. Поэтому программ-е траектории инструмента состоит из отдельных последовательных, проходящих друг другу участков. Эти участки могут быть или участками контура детали или участками эквидистанты. Отдельные участки контура детали и эквидистанты наз-тся геометрическими элементами. К ним относятся отрезки прямых, дуги окружностей, кривые 2го и высшего порядка. Обычно Эл-тов не превышает 50. Чем больше основных Эл-тов контура, тем выше констр-наясложность, тем выше эффективность обр-ки детали на ст-ке с ЧПУ. Точки пересечения Эл-тов мом акпкхода Эл-тов представляет собой геом-кие опорные точки. Эти точки в большинстве случаев явл-ся определяющими при задании положения Эл-тов контура в пространстве. Это положение задается в системе координат с пор-ной заданной нулевой точкой, такая точка явл-ся началом системы координат детали (это либо ноль станка, либо ноль детали). На контуре выделяются точки, в кот-х изм-ся технические параметры: скорост резания, подача инструмента и т.д. Они называется опорными ьехн-ми точками. При обр-ки сложных контуров возникает необходимость проверки точности изг-и деталей. Для этого на траектории орп-ся точки, в которых можно изм-ть положение обраб-мого контура отн-но базовых поверх-й детали. Такие точки наз-ся контрольные. Место положения контрольных точек опр-т с таким расчетом, чтобы инструмент не находился в контакте с деталью.

4.2.

В прямоугольной системе координат координаты некоторой точки А называется взятые с опр-м знаком расстояние x, y, z. От этой точки до трех взаимно перендикулярных координатных плоскостей. Точка пересечения координатных плоскостей – это начало координат, а координаты x,y,z – соотв-но абсцисса, ордината и аппликата.

В цилин-кой системе коор-т положения точки в пространстве задается полярными коор-тами – это радиус (ро), центр-м углом (фи), а также аппликатой (z). Т.е. расстоянием от точки до основной плоскости. Угол фи – есть положение проекции точки на основной плоскости.

В сферической системе коор-т точка задается длинной радиуса вектора R, долготой пси и углом тета. Переход из одной ситсемы координат в другую осущ-тся пересчетом. Т.о. в опр-ной системе коор-т контур детали и траектория перемещения центра инструмента отн-но этого контура могут быть представлены геом-кими Эл-тами с опорными точками заданными коор-тами или в пространстве, или на плоскости. На траектории движения центра инструмента могут быть назначены техн-кие опорные точки, т.е. точки, где меняются какие техн-кие параметры. При обр-ки деталей инструмент может перемещаться или в одной плоскости – это будет плоская обр-ка; или иметь сложное перемещение в пространстве - объемная обр-ка.

4.3.

Аппроксимация – это приближенная замена сложной функциональной зависимости более простой с опр-ной степенью точности. Дуги окружности можно заменить отрезками ломанной линии. Точность аппроксимации опр-ся стрелой прогиба дельта. Дельта – это расстояние от дуги окружности до хорды с шагом аппроксимации L и углом аппроксимации фи. Точность аппроксимации тем выше, чем меньше длина Эл-тов в ломанной линии.

4.4.

Приблизить фактическую траекторию к заданной можно введением дополнительных опорных точек и заданных соотв-щей последовательности перемещением инструмента между этими точками. Величина дельта опр-т ошибку в обр-ке. Интерполяция – это расчет координат промежуточных точек траекторий движения центра инструмента в плоскости или в пространстве. Интерполятор непрерывно в процессе перемещения инструмента от одной опорной точке к другой поддерживает функциональную связь между коор-тами опорных точек. Если ф-ия выражает прямую линию-интеполятор наз-тся линейным. Сущ-ет еще круговая интерполяция и соотв-но круговой итеполятор. Круговая интерполяция предусматривает попеременное включение приводов, но при этом величина перемещения по осям не явл-ся равномерной по величине. Современные станки с ЧПУ имеют линейно-круговые интерполяторы.

№5.

5.1.

РТК содержит законченный план обр-ки детали на станке с ЧПУ в виде графического изображения траекторий движения инструмента со всеми необходимыми пояснениями и расчетными размерами. Карта служит для точного расчета числовой программы автоматической работы станка. Последовательность разработки и оформления РТК:

1) Деталь чертят в прямоугольной системе координат и выбирают исходную точку. Контур детали, которая подлежит обр-ки и контур заг-ки вычерчивают в масштабе с указанием всех необходимых рахмеров.

2) В соотв-вии с техн-ми условиями на приспособлении намечают расположение прижимов и зон крепления.

3) Наносят траекторию движения центра инструмента. Начало и концом траектории инструмента явл-ся ичходная точка 0.

4) На траектории движении инструмента отмечают и обозначают цифрами опорные точки и ставят стрелки, указывающие направления движения. Опорные точки должны быть точками, в которых изм-ся геометрический хар-р траектории инструмента или точками, в которых изменяется техн-кое состояние детали.

5) В усл-ях проверки точности обработки программы могут быть отмечены в местах конструктивных точек, в кот-х предусматривается кратквременная остановка инструмента. Также указываются точки остановки необходимые для смены инструмента. Изменение частоты вращения шпинделя перезакрепление детали и т.д. Продолжительность остановки указывается в секундах.

6) Особо обозначают опорные точки, коор-ты которых можно определить графически на РТК.

7) Дополнительно наносят данные по типу станка: шифр, наименование и материал, из которой изготовлена деталь. Особенность заготовки и её крепления, параметры инстурмента и режимы её работы на отдельных участках.

РТК отдельно шифруется и заносится в картотеку.

5.2.

При построении траектории движения центра инстурмена на РТК соблюдаются опр-ные правила:

1) Подводить инструмент к обраб-мой поверх-ти и отводить его при необходимости по спец-ным вспом-ным траекториям.

2) Недопустимая остановка инструмента и резкое изм-е подачи в процессе резанья, необходимо отвести инструмент.

3) Длина холостых перемещений должно быть минимальным.

4) Для устранения влияник на точность обр-ки желательно предусматривать дополнительные пегмеобразные переходы.

5) По расчетной силе резанья следует опр-ть возможную деформацию детали и инструмена и вести требуемое предискожение траектории.

№6.

6.1.

УП станка с ЧПУ представляет собой совокупность элементарных команд по обр-ке детали, записанных на программных носителях, опр-щая последовательность и хар-р перемещений и Дей-й органов ст-ка при обр-ке конкретной заг-ки. Любую УП можно представить в виду схемы: начало программы – вызов первого инструмента – основная часть УП рабочего перемещения – смена инструмента – основная часть УП рабочее перемещение – конец программы. Каждый кадр УП содержит геом-кий и техн-кий данные. В простых случаях это участок между двумя опорными точками. В сложных кадры можно содеражть исполнение цикла с обр-кой грубой поверх-ти. Вид и состав элементарных команд зависит от типа системы ЧПУ станка и языка программирования призваны для данной системы. В наст.вр. наибольшее распространение получили унив-й международный язык программирования ISO-it, который иногда называют CNC-кодом или G-кодом. Код ISO-it относится к буквенно-цифровым кодам, которым команда УП записываются в виде специальных слов, каждый из которых представляет собой комбинацию буквы и числа. Код ISO-it позволяет кодировать 12 символов. Слово является базовым элементом текста УП. Слово представляет собой комбинацию прописной буквы латинского алфавита и некоторого числого значения. При работе с полож-ми числами не требуется вводить знак «+», т.к. система ЧПУ исходит из полож-х значений числа. При необходимости отриц-х чисел, знак «-» должен быть запрограммирован обязательно. Буквенное составляющие слово называется адресом. Все станочные коды можно разделить на 2 класса в зависимости от их способности сохранятся в памяти системы ЧПУ: немодальные и модальны коды. Немодальные коды действуют только в том кадре, в котором находятся. Модальные коды могут действовать бесконечно долго, пока их не отменят другим кодом. Выделяют несколько групп кодов в зависимости от функции, которые они выполняют: два модальных кода одной группы не могут быть активными одновременно, можно использовать в одном кадре коды из разных функциональных групп. Особенность модальных кодов явл-ся то, что не нужно вводить активный код последующий кадр.

X,Y,Z (ф-ия прямолинейного перемещения по x,y,z) применяется в заданиях коор-ты конечные точки или величины перемещения исполнительного органа станка вдоль оси x,y,z соотв-но.

A,B,C (ф-ия кргового перемещения вокруг оси x,y,z) задание коор-ты конечной точки или величины кругового перемещения исполнительного органа станка вокргу x,y,z соотв-но.

F (ф-ия подачи) задания скорости результируещего прямолинейного перемещения отн-но заг-ки.

I,J,K (ф-ия интерполяции по оси x,y,z) задание итерполяции перемещения исполнительного органа станка или шага резьбы вдоль оси x,y,z соотв-но.

T,D (ф-ия смена инструмента) задание команды на автом-кой ст-ки в рабочую позицию сменного инструмента под опр-ным номером.

S (ф-ия главного движения) задание скорости вращения шпинделя, если она регулируется программным способом.

M (вспомогательная ф-ия) оьвечает за подачу ОЖ и за вращение шпинделя.

G (подготовительная ф-ия) опр-ет настройку системы ЧПУ на пор-й вид работы.

6.3.

Кадр УП – составная часть УП, вводимая с упрв-я как единое целое и содержит не менее 1ой команды.

Кадры состоят из слов инф-ции , опред-щей пр-мы работы отельных исполнительных органов станка. Перемещение по координатам x,y,z, скорости подачи, частоту вращения шпинделя, работу механизма смена инструмента. Отличительным признакам кадра, как совокупность сорв, является то, что в них содержится вся геометрическая, техническая и вспомогательная инф-ция, необходимые для выполнения рабочих и подготовительных действий исполнительных органов станка. Рабочее действие в данном случае озночает обработку заготовки за счет однократного перемещения инструмента по одной элементарной траектории. Подготовительное действие – это действие исполнительных органов станка для выполнения или завершения рабочего действия. Текст УП – это сформированное по опред-ым правилам совокупность команд кадра.

Требования к структуре кадра:

1) Кадр должен содержать слова номер кадра и завершается кадр символами ПС или LF – это означает конец кадра.

2) Инф-ция слова в кадре записывается в опред-ой последовательности.

3) Код пропуска кадра - /.

4) Слово или слова подготовительная функция.

5) Адреса осевых перемещений, которые рекомендуется записывать следующей последовательности: X, Y, Z, U, V, W, P, Q, R, A, B, C.

6) Слова парметра интерполяции или шаг резьбы I, J, K.

7) Слова функция подачи, которая относится только к определенной оси и должно следовать непосредственно за словом размерное перемещение по этой оси.

8) Слово ф-ия главного движения.

9) Слово ф-ия вспом-го движения.

10) В пределах одного кадра не должны использоваться слова подготовительная функция, входящие в одну группу.

11) После символа «:» в кадре должна быть записана вся информация необходимая для начала или возобновления программы обработки.

12) При реализации режима пропуск кадра перед символом «номер кадра» и символом «главный кадр» должен записываться символ «пропуск кадра».

В УП не допускаются пробелы между буквой и числом внутри кодов. Чтобы слова представляли собой команду понятной для системы ЧПУ, они должны быть записаны в кадре УП в опр-м виде и порядке в соотв-ии с принятым для конкретной системы ЧПУ форматом кадра. В каждом слове кадра УП должны содержаться символ адреса латинская буква при необходимости матем-кий знак «+» или « - » и последовательность. Слова в УП м/б записаны без использования десятичного знака.

№7.

7.1.

Классификация систем ПУ:

1) По уровню технических возможностей.

2) По технологическому назначению.

3) По числу потоков информации.

4) По принципу задания программы (числовые, цикловые).

5) По типу привода (следящий и следящий-регуоируемый).

6) По числу одновременно управляемых координат.

При классификации систем ЧПУ по технологическому назначению опр-щим признаком явл-ся тип и кол-во программных органов станка. По этому признаку: позиционные, формообразующие, прямоугольные, контурно-позиционные.

7.2.

Смешанные контурно-позиционные системы ЧПУ, аналогичные по технологическим возможностям контурным системам, применяются на расточных и многооперационных станках с целью расширения технологических возможностей последних. Так, например, на расточном станке со смешанной системой управления обрабатываемое отверстие вместо чернового растачивания можно фрезеровать, что является более производительным. Растачивание канавки также может быть заменено фрезерованием, причем для реализации этого процесса требуется не более трех управляемых от СЧПУ движений. В то же время растачивание канавок в отверстиях на обычных расточных станках или на станках с позиционным числовым программным управлением может быть выполнено только при радиальной подаче резца, которая обычно осуществляется при ручном управлении.

7.3.

Позиционные системы ЧПУ предусматривают абсолютный отсчет, т.е. р-ры деталей заданы от одной точки или от одного торца, на котором находится начало координат, т.е. нуль отсчета. Эти системы обеспечивают переход исполнительных органов станка из одной позиции другую. Перемещение из позицию в позицию совершается на максимальной скорости. При этом обеспечивается высокая точность обработки, т.к. погрешности предыдущих размеров не переносятся на последующие. Также упрощается программирование, т.к. не требуется рассчитывать путь инструмента.

7.4.

Прямоугольнык системы ЧПУ программируют перемещения исполнительных органов станка только поочередно вдоль одной из координатных осей. Скорость подачи при перемещении в заданную позицию и в процессе обработки задается УП. Прямоугольные системы ЧПУ исп-ся в тех случаях, когда обраб-мые контуры заг-ки можно расположить парал-но осям координат. Например, при продольном точении или плоскопараллельном фрезеровании.

7.5.

Особенность контурных систем явл-ся то, что форма образования детали осущ-ся в рез-те совместных движений нескольких рабочих органов при наличии непрерывной функциональной связи между ними, что дает возможность обрабть детали в сложной кофигурациии.

Контурные системы ЧПУ обеспечивают автоматическое перемещение рабочего органа по произвольной траектории с контурной скоростью, заданной программой управления станком. Контурная скорость - результирующая скорость подачи рабочего органа станка, направление которой совпадает с направлением касательной в каждой точке заданного контура обработки. Траектория обработки обеспечивается совместным и взаимосвязанным движением нескольких исполнительных устройств. Область применения контурных систем -токарные и фрезерные станки с ЧПУ. Контурные СЧПУ с управлением от перфоленты подразделяют по типу интерполяции (линейной, круговой и специальной), типу привода (следящий и шаговый), числу одновременно управляемых координат (двум, трем и т. д.).

Наиболее простые линейные интерполяторы используют, если контур обрабатываемой детали можно представить в виде отрезков прямых, расположенных под любыми углами к оси координат. Криволинейные участки в этом случае представляют как ряд прямых отрезков, т. е. проводят аппроксимацию. Более сложные детали, содержащие различные дуги окружностей и отрезки прямых, удобнее обрабатывать с помощью линейно-кругового интерполятора, в котором дуга окружности задается одним кадром, а криволинейный контур плавно аппроксимируется прямыми и дугами окружности. Тем самым уменьшается длина программоносителя, упрощается расчет программ при наличии устройства автоматического расчета эквидистанты. Для обработки очень сложных деталей (гребных винтов, лопаток турбин и т. д.) применяют специальные интерполяторы, например параболические.

7.6.

Формообразующие системы ЧПУ реализуют движение исполнительного органа станка одновременно по двум и более осям координат, за счет чего появляется возможность производить обработку контуров и поверхностей сложной формы. В данных системах используют многокоординатный (как минимум двух координатный) интерполятор, выдающий управляющие сигналы сразу на соответствующее количество приводов подач.

Прямоугольные и формообразующие системы ЧПУ относятся к контурным (непрерывным) системам. Контурные системы ЧПУ обеспечивают автоматическое перемещение исполнительных органов станка по управляющей программе, которая задает траекторию перемещения и контурную скорость, с которой оно выполняется. Многоцелевые (сверлильно-фрезерно-расточные) станки с ЧПУ оснащаются, как правило, гибридными контурно-позиционными системами управления, позволяющие оптимизировать управление станка в зависимости от вида обработки.

Формообразующие системы ЧПУ в настоящее время являются наиболее распространенным видом ЧПУ. Они имеют несколько уровней сложности, в зависимости от количества одновременно управляемых осей координат:

2D-формообразующие;

2½D-формообразующие;

3D-формообразующие;

4D- формообразующие;

5D- формообразующие.

2D – формообразующая система ЧПУ осуществляет одновременное управление двумя осями координат станка. В результате на станке можно выполнять перемещения исполнительных органов по прямой линии и по дуге. Обычно данная система ЧПУ применяется на токарных станках (см. рис. 64). На фрезерных станках 2D-формообразующая система ЧПУ, как правило, не устанавливается, т.к. фрезерный станок имеет три оси координат, и одна из осей станка остается без управления системой ЧПУ. Например, если система ЧПУ управляет осями X и Y, то без управления остается ось Z.

2½D – формообразующая система ЧПУ делает возможным перемещение исполнительных органов по трем осям координат станка. Но при этом одновременно управляемыми являются только две оси, а третья ось остается при этом неподвижной и служит в качестве установочной для отдельно выполняемого подвода и отвода инструмента. После выполнения заданной команды на перемещение в указанной плоскости обработки система ЧПУ может переключиться на перемещение в любой другой плоскости.

В зависимости от выбранной плоскости обработки, возможно одновременное управление разными осями таким образом, что движения исполнительных органов станка происходят в следующих плоскостях:

- плоскость XY

- плоскость XZ

- плоскость YZ

2½D – формообразующая система ЧПУ широко применяется в простейших фрезерных станках с ЧПУ, имеющих, как правило, шаговые приводы подач. Она позволяет выполнять на этих станках обработку контуров и поверхностей сложной формы, однако при этом обработка объемных контуров ведется послойно в одной выбранной плоскости обработки.

3D – формообразующая система ЧПУ делает возможным управляемое перемещение исполнительных органов одновременно по трем осям координат станка. Благодаря этому становится возможным обработка сложных пространственных контуров без изменения положения заготовки на станке. В настоящее время 3D-формообразующей системой ЧПУ оснащается большинство промышленных фрезерных станков с программным управлением.

№8.

8.1.

Устройства ЧПУ по степени совершенства, функциональным возможностям и в соотв-ии с международной классификации делятся по уровню технических возможностей на классы: NC, SNC, CNC, DNC, VNC, HNC и нейро-фаззи.

Система класса NC. Принцип работы: после включения станка устройства ЧПУ читаются 1ой и 2ой кадры программы, как только заканчивается их чтение, станок выполняет команды 1го кадра. Информация 2го кадра в это время находится в запоминающем устройстве ЧПУ. После выполнения 1го кадра выпол-ся второй. Во время отработки 2го кадра читается 3ий кадр и т.д.

Недостатки:

1) для обработки каждой следующей заг-ки из партии система ЧПУ читает все кадры перфоленты, в процессе чего могут возникнуть сбои считывающих устройств ЧПУ.

2) большое число кадров перфоленты сть повышение вероятности сбоев системы.

3) быстрое изнашивание и загрязнение перфоленты, также увеличивает вероятность сбоя системы.

4) если в кадре записаны действия, которые станок выполняет быстро, то устройство ЧПУ за это время не успевает прочесть кадр, чтотакже приводит к сбою.

5) небольшая точность обработки деталей.

8.2.

Устройства ЧПУ по степени совершенства, функциональным возможностям и в соотв-ии с международной классификации делятся по уровню технических возможностей на классы: NC, SNC, CNC, DNC, VNC, HNC и нейро-фаззи.

Система класса SNC. Отличаются от системы класса NC увеличенным объемом памяти. Система SNC позволяет прочитать все кадры программы и разместить информацию в запоинающим устройстве большой емкостью. Перфолента читается только 1 раз перед оработкой всей партии детали и поэтому мало изнашивается. Все заг-ки обраб-ся по сигналам из запоминающего устройства, что снижает вероятность сбоев и брак деталей.

8.3.

Устройства ЧПУ по степени совершенства, функциональным возможностям и в соотв-ии с международной классификации делятся по уровню технических возможностей на классы: NC, SNC, CNC, DNC, VNC, HNC и нейро-фаззи.

Система класса CNC. Основу устройств ЧПУ составляют ЭВМ – запрограммированная на выполнение функций ЧПУ блоки связи с корд-ми приводами, блоки выдачи технических команд, требуемык логичной последовательности. Системные органы управления и индикации каналы обмена данными с центральной ЭВМ. Исп-ние системы контроля и диагностики повышает надежность и рабоспособность систем ЧПУ класса CNC.

Преимущества:

1) обширная встроенная память, которая исп-тся в качестве архива УП. В запоминающем устройстве CNC УП может вводится не только с перфоленты, но и с дискеты или по каналам внешней связи, либо отдельными кадрами.

2) возможность изм-ть и корректировать программу в периаод эксплуатации.

3) запись в кадрах программы в постоянных циклах.

4) ряд систем имеют библиотеку типовых программ.

5) небольшое число кадров приводит к сокращению сроков подготовки УП и повышенную надежность работы станка.

8.4.

Устройства ЧПУ по степени совершенства, функциональным возможностям и в соотв-ии с международной классификации делятся по уровню технических возможностей на классы: NC, SNC, CNC, DNC, VNC, HNC и нейро-фаззи.

Система класса HNC позволяет ручной ввод программы в электронную память ЭВМ устройства ЧПУ непосредственно с пульта. Программа набирается и направляется с помощью клавиш и переключателей на пульте устройства ЧПУ. После отладки она фиксируется до окончания обр-ки партии одинаковых заготовок. Современные устройства ЧПУ этого класса настроены на базе лучших устройств ЧПУ класса CNC. Устройства ЧПУ класса HNC имеют входное устройства для поделючения внешнх устройств, имеют повышенный объем памяти встроенный микроЭВМ. Программирование ведется с пульта ЧПУ в режиме диалога и ппри исп-нии архива стандартных подпрограмм. Устройства ЧПУ классов CNC, DNC, HNC обеспечивают автоматический выбор инструмента из имеющегося в наличии, опр-т режимы обр-ки, выбранным инструментом для деталей из различных материалов, находят оптимальную последовательность операции. Такие системы позволяют ввести подготовку УП не последовательно у станка по чертежу детали без предварительных работ техногенного характера.

8.5.

Устройства ЧПУ по степени совершенства, функциональным возможностям и в соотв-ии с международной классификации делятся по уровню технических возможностей на классы: NC, SNC, CNC, DNC, VNC, HNC и нейро-фаззи.

Система класса VNC. Устройство ЧПУ данного класса сущ-ет ф-ия введение информации голосом, принятая информация преобразуется в УП и в виде графика и теста отображается на дисплее, что обеспечивает зрительный контроль, введенных данных, их коррекция и отработка. Такой ввод данных активно внедряется в работо-технику. Такие устройства еще не получили должного распространения.

№9.

Обозначение типа УЧПУ состоит из нескольких элементов:

1) буква означает тип системы: Н-непрерывная (контурная), У-универсальная, П-позиционная.

2) цифра впереди букв озночает модификацию системы.

3) первая цифра за буквой – общее число управляемых по программе координат.

4) вторая цифра за буквой – число одновременно управляемых координат.

5) третья за буковй – тип привода: 1 – шаговый, 2 – следящий или следящий-регулируемый.

Современные модели УЧПУ оцениваются рядом характеристик, определяющих наличие у систем тех или иных эксплутационных, функциональных и сервисных возможностей:

1. Число программируемых координат и тип сиситемы.

2. Число одновременно управляемых координат.

3. Дискретность задания координат в мм.

4. линейная и круговая интерполяция на плоскости.

5. Объемная линейная интерполяция.

6. Винтовая интерполяция.

7. Смещение начало отсчета.

8. Зеркальная обработка программы.

9. Проекция размеров инструмента и элементов станка.

10.Наличиие постоянных циклов.

11. Защитные функции…и т.д.

Устройств ЧПУ различают по поколениям в зависимости от использованной элементной базы. Устройства ЧПУ 1го поколения были выполнены на элементах реле, харак-лись ограниченными функциональными возможностями. «КОНТУР 2П», «КОНТУР 2П-71».

Устройства 2го поколения были выполнены на электронных элементах с более высокими частотными характеристиками и обладали широкими функциональными возможностями «КООРДИНАТА С-70».

Устройства 3го поколения выполнены на базе интегральных элементов и хакар-ся более широкими возможностями. Первыми устройствами контурного и комбинированного управления 3го поколения явл-ся устройства Н22-1М, Н33-1М идр. Они были построены на интегральных схемах и предназначены для токарных и фрезерных станков с автоматической сменной инструмента.

Устройство 4го и 5го поколения выполняется на основе ПЭВМ и все относятся к классу CNC. Эти системы строятся по агрегатно-блочному признаку и оснащаются дополнительными узлами такими, как блоками технических команд, устройствами коррекции радиуса, длины и положения инструмента, скорости подачи и резания и т.д. В связи с расширением технологических возможностей устройств ЧПУ стирается грань между контурными и позиционными видами ЧПУ и происходит переход к универсальным. Увеличилась число управляемых координат и их взаимосвязь в работе может быть одновременной и последовательной в любых комбинациях.