Электростальский
политехнический институт (филиал)
А. И. Пятунин
САПР управляющих программ
(Автоматизация подготовки управляющих программ
для станков с ЧПУ)
Курс лекций
Электросталь 2006
Содержание
Введение ………………………………………………………………………………….3
1. Числовое программное управление (Ч П У) …………………………………………… 4
1.1. Устройство станков с ЧПУ …………………………………………………………4
1.1.1. Движение исполнительных органов станка ………………………………. 4
1.1.2. Системы координат станков с ЧПУ ……………………………………….5
1.1.3. Направления движения исполнительных органов станков с ЧПУ …...….8
1.1.4. Положение и обозначение координатных осей в станках с ЧПУ ……... 11
1.1.5. Нулевые и исходные точки станков с ЧПУ …………………………..….14
1.1.6.. Установка нулевой точки заготовки на токарном станке с ЧПУ …..…. 17
1.1.7. Установка нулевой точки заготовки на фрезерном станке с ЧПУ …..…19
1.2. Числовое программное управление станков …………………………………..…21
1.2.1. Траектория движений инструмента ……………………………………… 21
1.2.2. Классификации систем ЧПУ ……………………………………………....22
2. Программирование обработки на станках с ЧПУ ………………………………..… 28
2.1. Основы программирования ……………………………………………………..…28
2.1.1.Составные элементы управляющей программы………………………..…28
2.1.2. Кадр управляющей программы…………………………………………….31
2.1.3. Кодирование подготовительных и вспомогательных функций………….34
2.2. Технологическая подготовка производства на станках с ЧПУ ……………..…..35
2.2.1. Особенности проектирования операций для станков ЧПУ……….…..…37
2.2.2. Фрезерная обработка на станках с ЧПУ……………………………..…. 37
2.2.3. Токарная обработка на станках с ЧПУ……………………………….…....38
2.3. Способы и технические средства подготовки управляющих программ …….…42
3. Автоматизации разработки управляющих программ ……………………………….... 46
3.1. Системы автоматизации программирования (САП) ………………………….…46
3.2. Примеры отечественных САП ………………………………………………….…49
4. Разработка технологии, моделирование и подготовка управляющих программ
в системе ADEM CAM……………………………………………………………….…58
4.1. Интерфейс модуля ADEM CAM 7.0…………………………………………… .59
4.1.1. Рабочий стол ADEM CAM 7.0…………………………………………….59
4.1.2. Панели управления ADEM CAM 7.0……………………………………...61
4.2. Создание конструктивных элементов …………………………………………….67
4.2.1. Конструктивные элементы для фрезерных работ. “Колодец”…………..68
4.2.2. Другие конструктивные элементы для фрезерных работ………………..72
4.2.3. Конструктивные элементы для токарных работ………………………….75
4.3. Создание технологических переходов …………………………………………....73
4.3.1. Фрезерные переходы …………………………………………………….....78
4.3.1.1. Технологический переход "Фрезеровать 2.5X"…………………..79
4.3.1.2. Технологический переход "Фрезеровать 3X"…………………….86
4.3.1.3. Параметры инструмента для фрезерных переходов……………...89
4.3.2.. Токарные переходы …………………………………………………….....91
4.3.2.1. Технологический переход «Точить»………………………………92
4.3.2.2. Технологический переход «Расточить (Токарный)»……………..99
4.3.2.3. Технологический переход «Подрезать»………………… ……..101
4.3.2.4. Технологический переход «Отрезать»…………………… ……102
4.3.2.5. Технологический переход «Нарезать резьбу (Токарный)»…… 103
4.4. Формирование технологических команд..…………..…………………………….105
4.5. Управление и редактирование ТО ………………………….……………………..111
4.6. Расчет и моделирование обработки ………………….……….………………......112
Выбор заготовки………………………………………….…….…………………. 118
Литература ……………………………………………………………………………..120
Приложения…………………………………………………………………………….121
Введение
Основным направлением развития технологических процессов в металлообработке в настоящее время является повышение производительности и гибкости. Это объясняется тем, что значительно растет номенклатура деталей в мелко- и среднесерийном производстве, и поэтому необходимо автоматизировать эти производства. Этого можно достигнуть путем широкого применения станков с ЧПУ, в том числе многоцелевых, а также гибких производственных систем (ГПС). Современные достижения микроэлектроники способствуют быстрому развитию этого направления в станкостроении.
Станки с ЧПУ обеспечивают высокую автоматизацию процесса обработки, малые затраты времени на переналадку даже при небольших партиях деталей, и высокое качество обработки этих деталей.
Современные станки с ЧПУ оснащают контурными системами управления, что позволяет обрабатывать профильные поверхности. Значительно возросло число управляемых координат (до шести и более), в результате стало возможным изготовление весьма сложных деталей. Программы обработки у многих станков с ЧПУ составляются прямо у станка, что упрощает их переналадку при переходе на обработку других деталей. Увеличиваются мощности главных приводов и приводов подач, повышается динамическая устойчивость станков. Станки снабжаются устройствами для автоматической смены инструментов и заготовок. Идет процесс оснащения станков датчиками для контроля над технологическим процессом, позволяющим обнаружить неполадки и оптимизировать режимы резания.
На токарных станках обеспечивается контурное управление по четырем координатам; внедряются станки с инструментальными головками, имеющими свой привод. Появление токарных многоцелевых станков обеспечивает изготовление сложных деталей за одну установку.
Применение станков с ЧПУ в сочетании с роботами позволяет обеспечить полностью автоматизированное изготовление деталей в ГПС, управляемые от ЭВМ,.а также организовать обработку деталей по «безлюдной» технологии без участия оператора.
Режущий и вспомогательный инструмент, средства предварительной настройки инструмента вне станка и системы инструментального обеспечения играют важную роль в достижении высокой экономической эффективности дорогостоящего оборудования с ЧПУ.
Техническое перевооружение производства требует разработки многочисленных систем автоматизированного проектирования различных этапов технологической подготовки производства, в первую очередь технологических процессов обработки, затем вытекающих из них этапов проектирования специальных режущих, измерительных, вспомогательных инструментов, приспособлений, а также определения планово – экономических показателей обработки.
Переоснащение машиностроительных заводов новым оборудованием (как настроенными станками, так и станками с ЧПУ, в том числе и управляемых от ЭВМ) поставило перед технологическими службами заводов и институтов задачи автоматизации проектных работ в области ТПП с широким охватом как ранее решенных, так и новых алгоритмов проектирования маршрутных описаний технологических процессов, отдельных операций, операционных описаний процессов (групповых и единичных), инструментов (режущих, измерительных и вспомогательных), приспособлений, станков, роботов и автоматизированных систем управления ими.
К настоящему времени можно отиметить два направления применения средств вычислительной техники в машиностроении: автоматизация производственных процессов и автоматизации инженерного труда. Первое направление – это оборудование с ЧПУ, гибкие производственные комплексы и системы, автоматизированные системы управления технологическими процессами и производством. Второе – САПР для разработки технологических процессов, управляющих программ для оборудования с ЧПУ и др. Это многообразие решаемых задач можно разбить по виду выходного информационного материала на два типа:
машинная печать и тиражирование различной технологической документации в рамках требований ГОСТов, ЕСКД и т. д., то есть чертежей, графиков, различных карт технологических процессов и другой документации, выполненной с разной степенью точности и глубины проработки. Это порождает большое разнообразие разрабатываемых САПР ТПП;
запись управляющих программ на различных программоносителях (картриджи), необходимых для оборудования с ЧПУ, включая и управляемого на ЭВМ, а также непосредственную передачу этих программ на оборудование с ЧПУ.