Файл: Никитенко В.Д. Подготовка программ для станков с числовым программным управлением.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.06.2024
Просмотров: 123
Скачиваний: 0
В. Д. НИКИТЕНКО
ПОДГОТОВКА ПРОГРАММ ДЛЯ СТАНКОВ С ЧИСЛОВЫМ
ПРОГРАММНЫМ
УПРАВЛЕНИЕМ
КОНТРОЛЬНЫЙ 1
Москва « М А Ш И Н О С Т Р О Е Н И Е »
1973
HG2 |
Г©с. пуСи* |
-.1 ная |
УДК 621.9.06 |
||
|
иаучно - се>... |
-ССР |
ЭКЭ.с.чПЛЯР
f 3
Ннкитенко В. Д. |
Подготовка программ для станков |
с числовым программным управлением. |
|
М., «Машиностроение», |
1973, 240 с. |
В книге изложены основные положения и методика подготовки программ для станков с контурными и пози ционными системами числового программного управления (ЧПУ). Дано описание средств подготовки программ и рекомендации по их применению.
Рассмотрено применение методов ручного и машинного программирования. Приведены характеристики применяе мых в СССР и за рубежом языков и систем автоматического программирования для станков с ЧПУ.
Книга предназначена для работников технологических служб заводов и специалистов научно-исследовательских институтов, занимающихся применением средств программ-- ного управления.
Табл. 31, ил. 49, список лит. 50 назв.
Рецензент Ю. Е. МИХЕЕВ
3134—142 142—73 0,38(01)—73
© Издательство «Машиностроение», 1973 г.
ВВЕДЕНИЕ
В процессе развития производительных сил общества значительная роль отводится автоматизации технологи ческих процессов как средству, позволяющему сократить производственный цикл одновременно со снижением себе стоимости и повышением качества продукции.
Прогресс техники во всех областях машиностроения сопровождается более частой сменой изделий и уменьше нием серийности их выпуска. В развитых странах около 70% заводов выпускают продукцию мелкими сериями и единично. В этих условиях универсальное оборудование за счет больших затрат вспомогательного и машинного времени сдерживает рост производительности труда. Проблема автоматизации индивидуальных и мелкосерий ных производств становится все более актуальной. Приме нение числового программного управления (ЧПУ) позво ляет сократить время подготовки производства и перена ладки оборудования.
Программное управление — это такая система управ ления, которая обеспечивает автоматическую работу меха низмов станка по легко переналаживаемой программе, в отличие от обычных автоматов, полуавтоматов, копи ровальных станков и т. д.
По заданной программе можно управлять: регулиро ванием скорости и направлением перемещения исполни тельного органа станка; циклом работы станка; сменой инструмента и т. д.
Основная особенность ЧПУ в том, что программа о ве личине, скорости и направлении перемещений задается в виде символов, нанесенных на специальный программо носитель. Процесс подготовки программы отделен от про цесса обработки детали во времени и пространстве.
Рассмотрим, например, фрезерный станок, обрабаты вающий плоский контур. Фреза перемещается в продоль ном и поперечном направлении с помощью приводов. Приводы управляются импульсами, следующими с опре-
3
деленной частотой, определяющей перемещение фрезы для получения желаемого контура.
Допустим, привод может переместить фрезу в продоль ном направлении на величину 0,02 мм при получении одного импульса. При частоте поступления 100 импульсов
в 1 |
с фреза продвинется в продольном направлении за |
|
1 ч |
на 2 |
мм. |
Варьируя частоту поступления импульсов, можно |
||
управлять |
величиной подачи при обработке контура. |
При сочетании работы двигателей в продольном и попереч ном направлении обеспечивается обработка фрезой кон тура детали.
Исходными данными для составления программы слу жат сведения о детали, станке, системе ЧПУ и инстру менте. При подготовке программ прежде всего решают обычные вопросы технологической подготовки произ водства: составление маршрута обработки, подбор инстру мента, назначение режимов резания, проектирование уста новочных и зажимных приспособлений и др.
Этот процесс может выполняться специалистом-тех нологом или решаться при помощи ЭВМ. Затем вручную или автоматически, применив ЭВМ, осуществляется пере работка информации на I уровне — расчет траектории инструмента, привязка программы к натуральному мас штабу времени, с переводом ее в коды применяемого ин терполятора, и перфорация. Далее на I I уровне перера ботки информации (для контурных систем ЧПУ) осуще ствляется интерполяция траектории с точностью до 1 им пульса, перевод программы в унитарный код. Система контурного ЧПУ может получать информацию либо не посредственно из интерполятора в виде последовательных импульсов, передаваемых в реальном масштабе времени, либо в том же виде, но записанных на магнитную ленту.
В работах по подготовке программ можно выделить ряд этапов. В зависимости от технических характеристик станков, систем ПУ, средств, применяемых для програм мирования, и уровня автоматизации в процессе подготовки программ вводятся или исключаются отдельные этапы (табл. 1), меняется трудоемкость, стоимость и сам харак тер этого процесса.
Ниже рассмотрены основные характеристики систем ЧПУ, станков и неметаллорежущего оборудования, влия
ющие |
на характер процесса программирования [2, 19, |
||
27, |
36, |
45, |
46]. |
4
Уровень автомат»1зацни
со
CL <У о . саК
i—
Ос шS
Ручное
CJ
s a
§ §
5* О. К X
2 s й «в Р о . fc
< о.
с
|
Этапы |
процесса подготовки |
программ для оборудования |
с ЧПУ |
|
Таблица |
J |
||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Характеристика |
|
|
|
|
|
|
|
|
II |
|
|
|
|
|
|
1 уровень |
п р е о б р а з о в а н и я информации |
|
у р о |
||||||
|
|
и н т е р п о л я т о р а |
|
|
|
|
|
|
|
|
вень |
||
Система ПУ |
Станок |
Аппроксимиру ющая функция |
Компоновка |
Технологическая подготовка |
Расчет точек эквидпстанты |
Расчет точек позиционирова ния инструмента |
Аппроксимация |
Кодирование управляемой про граммы |
Кодирование исходной программы |
Перфорация |
Расчет на ЭВМ с использова нием САП |
Интерполирова ние н запись на магнитную |
ленту |
|
|
Линей |
Автономная |
X |
X |
|
X |
X |
|
X |
|
X |
|
|
Фрезерный, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Контур |
ная |
Встроенная |
X |
X |
|
X |
X |
|
X |
|
|
|
|
токарный, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ная |
электроэро |
Круго |
Автономная |
X |
X |
|
|
X |
|
X |
|
X |
|
|
зионный |
Встроенная |
X |
X |
|
|
X |
|
X | |
|
|
|
|
|
|
вая |
|
|
|
|
|
|
|||||
Пози |
Сверлиль |
— |
— |
X |
|
X |
|
X |
|
X |
|
|
|
ционная |
ный, токар |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Автономная |
X |
|
|
|
|
X |
X |
X |
X |
|
|
Любые |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Встроенная |
X |
|
|
|
|
X |
X |
X |
|
|
По характеру управляющей информации системы ПУ могут быть аналоговые и дискретные. Последнее время эта грань стирается, созданы комбинированные системы на базе дискретных и аналоговых узлов. Например, в ди скретных системах используют аналоговые датчики.
По способу задания программы различают системы цикловые, с записью программы по первой детали, и числовые (табл. 2).
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
||
|
Классификация систем |
ПУ |
|
|
|||
|
|
Системы ПУ |
|
|
|
|
|
с |
записью программы |
|
|
|
По способу |
||
цикловые |
числовые |
задания |
|||||
|
по первой детали |
||||||
|
|
|
|
программы |
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
непрерывные |
|
По характеру |
управ |
||
|
позиционные |
|
ления |
исполнительными |
|||
|
(контурные) |
|
|||||
|
|
|
|
органами |
|||
|
|
|
|
|
|||
с |
цифровым заданием |
с декодированным |
По |
виду |
|||
|
Программы |
заданием |
программы |
входной |
|||
|
на перфоленте |
на магнитной |
ленте |
информации |
|||
|
Цикловые системы |
обеспечивают |
выполнение |
одного |
из жестко заложенных в станке циклов обработки с соот ветствующими режимами. Геометрию детали и размеры обработки не программируют, а задают при помощи механических элементов. Системы с записью программы по первой детали работают следующим образом: при обра ботке вручную первой детали на программоноситель за писывают программу всех перемещений движущихся орга нов. Для повторной обработки используется эта про грамма, воспроизводимая специальным устройством.
Числовые системы осуществляют управление всеми параметрами работы оборудования по программе, задан-
6
ной в числовом виде. Это наиболее совершенные сис темы ПУ, позволяющие автоматизировать процесс обра ботки детали сложного контура.
По характеру управления исполнительными органами системы ЧПУ делят на позиционные и непрерывные.
Позиционные системы обеспечивают переход управ ляемых органов из одного состояния (позиции) в другое. Их применяют преимущественно для сверлильно-расточ- ных станков (СЦ-7, «Координата С68»). Разновидностью позиционных систем ЧПУ является система управления прямоугольными перемещениями, применяемая для то карных и фрезерных станков.
Непрерывные системы, называемые иначе контурными или функциональными, осуществляют непрерывную функ циональную связь между управляемыми параметрами. Это более сложные системы, ими оснащают фрезерные станки, токарные, электроэрозионные, намоточные и др., где для обеспечения производственного процесса важно регулирование траектории перемещения исполнительных органов. К этим системам относятся отечественные си
стемы |
СЦ1, СЦМ, «Контур К-4МИ-68», ПФС-12-600, |
ФС-2 |
и др. |
По виду входной информации непрерывные системы ЧПУ разделены на две группы: системы с цифровым зада нием программы на перфоленте и встроенным интерполя тором (УМС-402, СЦП, К-ЗП-68); системы с декодирован ным заданием программы в унитарном коде или в анало говом виде (фазовые системы) чаще всего на магнитной ленте (ФС-2, ПРС-ЗК, ПФС-12-600, СЦМ, СЦ-1).
В системах первой группы легче выполнять техноло гические и вспомогательные команды, такие как изменение скорости подачи, прерывание процесса обработки, коррек тировку геометрической части программы. Системы со встроенными интерполяторами несложно оснастить спе циальными устройствами, облегчающими программиро вание: устройством для безэквидистантного программиро вания, устройством для коррекции радиуса фрезы. Про граммоносителем для таких систем является перфолента, которая удобна в хранении и эксплуатации, программа с нее легко считывается визуально. Однако включение интерполятора усложняет систему ПУ.
Системы с декодированным заданием программы проще и надежнее, хотя процесс подготовки программ для них сложнее [36].
7
По мере повышения надежности элементов электро ники и их удешевления преимущества систем ЧПУ со встроенными интерполяторами станут преобладать над их недостатками, что расширит область их эффективного применения.
По структуре схемы управления системы ПУ могут быть замкнутые и разомкнутые.
Замкнутые системы ПУ осуществляют сопоставление фактического перемещения с заданным в программе и передачу сигнала об отклонении в цепь управления пере мещением. В связи с этим замкнутые системы обеспечивают более высокую точность обработки по сравнению с разом кнутыми, но конструктивно они сложнее и менее надежны.
Появление точных разомкнутых систем ПУ обуслов лено применением шаговых двигателей, которые реаги руют дозированным перемещением на дискретный сигнал.
По способу представления информации на магнитной ленте системы могут быть разделены на четыре основных типа:
1) импульсные, для которых информация по каждой координате записывается в виде последовательности им
пульсов |
по двум дорожкам, отдельно для каналов «+» |
и «—» |
(системы «Контур-4МИ», СЦН4, СЦ-1); |
2)кодовые, для которых информация по каждой коор динате записывается по трем дорожкам в виде комбинации постоянных сигналов, модулированных частотой (система ПРС-ЗК);
3)фазовые, для которых информация по каждой коор динате записывается в виде синусоидальных сигналов постоянной несущей частоты Д„ смещаемых по фазе отно
сительно опорной частоты / о п (система ФСПУ-2); 4) фазо-импульсные, для которых информация по каж
дой координате записывается в виде сдвига фаз, но не си нусоидальных, а импульсных сигналов с дополнитель ными маркерными импульсами (система ФС-2). Преиму щество этой системы по сравнению с другими состоит в том, что она позволяет вводить коррекцию на изменения радиуса фрезы, для чего на магнитной ленте дополни тельно записываются приращения синуса и косинуса углов наклона элементов траектории.
Существенным при программировании является зало женный в систему ЧПУ метод отсчета координат.
Абсолютный отсчет проводят от одной общей точки (начала координат), и в программу заносят соответству-
8