Федеральное агентство по образованию

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра

Технология машиностроения и ремонта горных машин.

Методическое учебное пособие для проведения занятий по дисциплине “Программирование обработки деталей горных машин на станках с ЧПУ”

Занятие 1 и 2.

Изучение панели управления станка с ЧПУ.

Технологические функции,основные и вспомогательные движения рабочих органов,программируемые на станках с ЧПУ.

Автоматическое выполнение цикла обработки на станках с ЧПУ достигается путем предварительного программирования соответствующих технологические функции, основных и вспомогательных перемещений рабочих органов станка, обеспечивающих выполнение требуемых технологических переходов и операций.

Основные технологические переходы определяют непосредственно процесс резания, т. е. процесс формообразования изготовляемых деталей. Вспомогатель­ные переходы включают работы по загрузке и выгрузке заготовок, замене режущего инструмента, выполнение контроля и управления циклом работы станка. Т.о. для реализации на станках с ЧПУ автоматического цикла обработки деталей необходимо осуществить:

1. Непосредственное задание размеров изготовляемых дета­лей как исходной геометрической информации в виде массива цифровых данных.

2. Цифровое задание необходимой технологической инфор­мации, определяющей на каждом из переходов частоту вращения шпинделя, скорость рабочей и ускоренной подачи, глубину ре­зания и др.

3. Автоматическое управление всеми вспомогательными пере­ходами и командами по автоматической замене инструмента, включение и выключение СОЖ, замена и закрепление загото­вок и др.

4. Выполнение предусматриваемой коррекции размерной на­стройки режущих инструментов и режимов резания.

Эта информация задается станку в виде набора последовательно выполняемых команд. Задание этих команд может осуществляться вручную через клавиатуру пульта управления станком или с помощью предусмотренных программоносителей.

С этой целью на современных станках с ЧПУ класса CNC на панели оператора предусматривается вся необходимая клавиатура, обозначаемая в соответствии с принятой международной символикой.

На рис. 2.10 представлен фрагмент панели управления станком с определенными функциональными клавишами:

1. – включение и выключение шпинделя;

2. – включение и выключение СОЖ;

3. – задание направления перемещения;

4. – переключатель процентного изменения рабочей подачи;

5. – рукоятка включения подачи;

6. – маховичок ручного перемещения рабочего органа.

Рис.2.10 Фрагмент панели управления станком.

При положении переключателя 4 в положении 100 происходит полное соблюдение заданного в программе значения рабочей подачи. В положении 50 рабочая подача уменьшается в два раза, а в положении 150 подача увеличивается в 1,5 раза.

Для введения с пульта данных управляющей программы на панели управления расположена необходимая цифровая и буквенная клавиатура (см. рис.2.11). Буквенная клавиатура определяет адрес вводимой информации, а цифровая определяет численные значения параметров.

Рис.2.11 Цифровая и буквенная клавиатура панели управления станком.

В результате соответствующим набором кодовых букв и цифр представляется возможным:

1. выбрать необходимый режущий инструмент «T…»;

2. задать требуемые режимы обработки - частоту вращения шпинделя «S…»; величину продольной подачи «F…»;

3. задать направление « + , - » и координаты продольного перемещения «X…,Y…, Z…» рабочих органов;

4. задать направление « + , - » и величину поворота круглого стола «C»;

5. выбрать необходимые подготовительные функции «G»;

6. выбрать необходимые вспомогательные функции «M»;

7. осуществить покадровый ввод и просмотр программы;

8. выбрать необходимый по номеру «N» кадр программы и осуществить его редактирование.

9. выполнить прогон программы без резания заготовки; и др.

Для задания основных подготовительных функции, применяемых практически во всех программах, на панели управления предусмотрены самостоятельные клавиши:

G00 – перемещение на ускоренной подаче;

G01 - линейная интерполяция;

G02 и G03 - круговое перемещение соответственно по и против часовой стрелки.

Клавиатура панели управления соответствует типу станка с ЧПУ, уровню его автоматизации и принятой версии языка программирования. Ниже в табл. 2.1 даны основные символы клавиатуры, применяемой на пультах управления УЧПУ в соответствии с ГОСТ 24505.

Таблица 2.1

Базовые символы на пультах управления учпу

Смысловое значение символа	Символ	Смысловое значение символа	Символ
Направление движения. Функциональная стрелка Носитель данных Управляющая про­грамма Отработка управ­ляющей программы Кадр управляю- щей программы Фиксированная точ­ка Коррекция Память		Замена Редактирование Прямолинейное не­прерывное движение в двух направлениях Ограничение прямо­линейного движения Непрерывное враща­тельное движение Ограничение враща­тельного движения Непрерывное враща­тельное движение в двух направлениях

Смысловое значение символа	Символ	Смысловое значение символа	Символ
Перемотка носителя данных вперед Перемотка носителя данных назад Считывание управ­ляющей программы Автоматическая ра­бота Ускоренная отработ­ка программы Покадровый ввод Покадровая отработ­ка программы Пропуск кадра Ручной ввод данных Начало управляю­щей программы		Ручное правление Поиск определенных данных при движении носителя данных в прямом направле­нии Поиск определенных данных при движении носителя в обратном направлении Поиск кадра управ­ляющей программы Поиск кадра вперед Поиск кадра назад Поиск главного кадра Поиск главного кадра вперед Поиск главного кадра назад Управление от ЭВМ с отработкой УП

Продолжение таблицы 2.1

Смысловое значение символа	Символ	Смысловое значение символа	Символ
Поиск начала управ­ляющей программы Конец управляющей программы Конец управляющей программы с автома­тической перемоткой носителя данных до начала программы Конец УП с автома­тической перемоткой носителя данных до начала программы с возобновлением от­работки УП Останов управляю­щей программы Останов с подтвер­ждением Хранение управ­ляющей программы Подпрограмма Хранение подпро­грамм		Дефект носителя данных Ввод управляющей программы от ЭВМ без отработки управ­ляющей программы Ошибка в управ­ляющей программе Ошибка считывания управляющей про­граммы Сбой станка Ошибка запоми­нающего устройства Ввод данных в па­мять Считывание данных из памяти Переполнение памя­ти Предупреждение пе­реполнения памяти

Продолжение таблицы 2.1

Смысловое значение	Символ символа	Смысловое значение	Символ символа
Ввод управляющей программы от внеш­него устройства (кроме ЭВМ) Редактирование дан­ных в памяти Редактирование управляющей про­граммы Редактирование кад­ра УП Исключить кадр про­граммы Ввести кадр в управ­ляющую программу Заменить кадр управляющей программы Нормальная отра­ботка УП Зеркальная отработ­ка УП Исходная точка Установка в исход­ную точку		Буферное запоми­нающее устройство Абсолютные разме­ры Размеры в прираще­ниях Точки сетки В позицию Точное позициони­рование Нормальное пози­ционирование Грубое позициони­рование Повторное позицио­нирование Программируемая позиция Фактическая пози­ция

Продолжение таблицы 2.1

Смысловое значение	Символ символа	Смысловое значение	Символ символа
Нуль станка Смещение нуля отсчета Коррекция на поло­жение инструмента Коррекция на длину инструмента Коррекция на радиус инструмента Коррекция на диаметр инструмента Коррекция на радиус конца инструмента Коррекция скорости подачи Сброс Сброс памяти Сброс привода		Погрешность пози­ционирования Стирание данных в памяти Отмена технологи­ческих команд Включено Выключено Включение и вы­ключение с фикси­рованным положением Батарея Пуск Стоп Пуск подачи

Продолжение таблицы 2.1

Смысловое значение	Символ символа	Смысловое значение	Символ символа
Отмена Постоянные циклы УЧПУ Перемещение рабо­чих органов на еди­ницу дискретности отработки переме­щений Компенсация люфта Пауза Перегрев Смена инструмента Наезд подвижных органов на путевой ограничитель Включение при по­стоянном нажатии		Останов подачи Подача Ускоренное переме­щение Обучение Автоматическая ра­бота - один цикл Разметка носителя данных Поиск зоны Зажим Разжим

Занятие 3.

Выявление опорных точек на обрабатываемых поверхностях и рас чет их координат.

Для выполнения обработки на станках с ЧПУ необходимо точно определить траекторию относительного перемещения режущего инструмента. При расчете и программировании траектории необходимо исходить из того, что деталь остается условно неподвижной, а инструмент перемещается относительно нее в пределах координатной системы детали. Т.о. программируемая траектория разрабатывается в системе координат детали Х_ДУ_ДZ_Д , началом отсчета которой является ноль детали Д = 0.

В общем случае система координат детали строится на ее технологических базах, по которым заготовка базируется на станке, и от которых в результате обработки получают требуемые линейные и угловые размеры детали. Однако в ряде случаев, с целью упрощения расчета и программирования траектории перемещения инструмента, в качестве системы координат детали выбирают другую более удобную систему координат. Такую систему строят на плоскостях симметрии детали или на линиях пере­сечения ее поверхностей, от которых программируемые размеры имеют одинаковый знак. Эту систему обычно получают путем параллельного смешения координатной системы технологических баз, а ее началом отсчета называется программируемая нулевая точка, положение которой рассчитывают путем смещения ноля детали по соответствующим координатам.

Для определения траектории относительного перемещения режущего инструмента необходимо описать геометрию детали (геометрию обрабатываемой поверхности) в принятой системе координат Х_ДУ_ДZ_Д. С этой целью на контуре обрабатываемой поверхности выявляют характерные опорные точки Р_i , которые фиксируют места сопряжения различных линий - вершины углов, точки перегиба, центры С_i окружностей. На рис.3.1 представлена деталь типа кулачок, на котором показаны опорные точки его профиля Р1, Р2,……Р9, в том числе и центры окружностей С1, С2, С3, С4, дуги которых на отдельных участках определяют профиль кулачка.

Рис.3.1 Выбор системы координат детали и опорных точек.

Обработку кулачка выполняют путем фрезерования по заданному контуру пальцевой фрезой диаметром d. Технологическими базами кулачка является его торец и базовое отверстие (система Х_бУ_бZ_б). Однако для упрощения процесса программирования система координат детали Х_ДУ_ДZ_Д выбрана так, что координаты всех опорных точек контура имеют положительное значение. Это достигнуто путем параллельного смещения системы Х_ДУ_ДZ_Д относительно системы технологических база Х_бУ_бZ_б . В результате этого переноса положение системы Х_бУ_бZ_б в системе координат детали Х_ДУ_ДZ_Д определяется координатами ее центра

Х_Д(0_б) и У_Д(0₆), которые необходимо учитывать при расчете координат опорных точек:

Х_Д (Р_i)= Х_б(Р_i) + Х_Д(0_б) (3.1)

У_Д(Р_i)= У_б(Р_i)+ У_Д(0₆), (3.2)

где Х_б(Р_i), У_б(Р_i) - координаты опорных точек Р_i в системе технологических база Х_бУ_бZ_б детали.

Точка Р0 является исходной, нулевой точкой программы, от которой начинается программируемое перемещение режущего инструмента.

Положение выявленных опорных точек Р_i в системе Х_ДУ_ДZ_Д может быть задано в абсолютных размерах или в приращениях. В первом случае положение опорных точек определяют абсолютными координатами от принятого начала отсчета, от ноля детали (рис. 3.2).

а) б)

Рис.3.2 Определение положения опорных точек детали абсолютными размерами:

а — простановка размеров на детали координатным методом;

б — определение абсолютных коор­динат опорных точек P1…P9.

Во втором случае их определяют в приращениях размеров относительно предыдущей запрограммированной точки (рис. 3.3).

а) б)

Рис. 3.3 Определение положения опорных точек детали размерами в приращениях:

а — простановка размеров детали цепным методом;

б — определение приращений раз­меров в программируемых точках P1…P9.

В соответствии с этим применяемая на станке измерительная система осуществляет отсчет перемещений рабочих органов или от нулевой точки в абсолютных размерах или от предыдущей запрограммированной точки в приращениях размеров.

Для задания координат опорных точек в абсолютных размерах (рис. 3.2) наиболее удобным является простановка раз­меров на чертеже детали координатным методом. Задание размеров координатным ме­тодом предусматривает наличие в чертеже детали начала отсчета. Эта точка выполняет функ­цию нулевой точки координатной системы детали (ноля детали). Размерные линии распо­лагают параллельно координатным осям, и все они исходят из нулевой точки.

Правильный выбор нулевой точки детали оказывает существенное влия­ние на упрощение процесса программирования. Например, при выборе начала отсчета в точке Р1 (рис. 3.2б) значения координат опорных точек, задаваемых абсолютными размерами, полностью совпадают с размерами, поставленными на детали. Получаемые при этом значения координат опорных точек приведены в табл. 3.1

Таблица 3.1