19

автоматизация л.р. 4

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

Донбасский горно-металлургический институт

Кафедра технологии и организации машиностроительного производства

Методические указания

к выполнению лабораторной работы

на тему: «ТЕМА: Подготовка токарного станка с ЧПУ

к вводу управляющей программы»

Составил

Асс. Пипкин Ю.В.

Алчевск 2003

Лабораторная работа № 4

Тема: Подготовка токарного станка с ЧПУ к вводу управляющей программы.

Цель: изучить назначение клавиш устройства числового программного управления «Электроника НЦ-31», выполнить последовательность размерной привязки режущего инструмента, научиться вводить основные режимы резания и основные параметры станка, научиться вводить в память станка управляющую программу и выполнять проверку ее правильности.

Оборудование: токарные станки с ЧПУ модели 16К30Ф335 и 16К20Т1.

Режущий инструмент: для станка модели 16К30Ф335 – два резца токарных проходных с напайной пластинкой из твердого сплава или с пластинкой с механическим креплением; для станка модели 16К20Т1 – две резцовые вставки с механическим креплением пластинок из твердого сплава ТУ-2-045-588–77 .

Измерительный инструмент: штангенциркуль.

Станочная оснастка: патрон трехкулачковый самоцентрирующийся с ручным механическим зажимом, регулировочные пластинки, ключ патронный, ключ накидной резцовый, ключ торцевой резцовый.

Вводная информация

РАЗРАБОТКА ТРАЕКТОРИИ ДВИЖЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА

В процессе подготовки УП для станков с ЧПУ деталь рассма­тривается в системе СПИД (станок–приспособление–инструмент–деталь). Заготовка устанавливается на станке с помощью приспо­собления, которое фиксирует положение будущей детали относительно начального положения рабочих органов станка, определяющих и положение режущего инструмента.

Траектория инструмента строится относительно контура детали, а затем преобразуется в движение соответствующих рабочих органов станка. Для этого используются системы координат детали, станка и инструмента.

Система координат детали служит для пересчета размеров, за­данных на чертеже детали, в координаты опорных точек ее контура. В этой же системе координат производится расчет опорных точек траектории инструмента. Опорными здесь названы точки начала, конца, пересечения или касания геометрических элементов, из которых образованы линии контура детали и траектории инструмента.

В качестве системы координат детали преимущественно прини­мается правая прямоугольная система. Реже применяют цилиндрическую и сферическую системы координат. При выборе системы координат детали желательно для упрощения вычислений координатные плоскости совместить с поверхностями технологических баз или расположить их параллельно; координат­ные оси совместить с размерными линиями, относительно которых проставлено наибольшее число размеров, или с осями симметрии; начало системы координат расположить так, чтобы все или большин­ство точек контура детали имели положительные значения коорди­нат; направление координатных осей выбрать таким же, как и в системе координат станка.

При программировании и наладке станка для работы по УП используют некоторые характерные точки, называемые в ГОСТ 20523–80 нулевой, исходной и фиксированной точками станка.

Нулевая точка – точка, принятая за начало системы координат станка. Эта точка определена относительно конструктивных эле­ментов станка. Относительно нулевой точки станка задаются в УП абсолютные размеры перемещений рабочих органов станка, если начало отсчета перемещений не смещено с помощью «плавающего нуля». «Плавающий нуль» – это свойство УЧПУ помещать начало отсчета перемещений рабочего органа в любое положение относи­тельно нулевой точки станка.

Исходная точка – точка, определенная относительно нулевой точки станка и используемая для начала работы по УП. С исход­ными точками станка совмещаются базовые точки рабочих органов перед началом работы станка по УП. Исходные точки станка выби­рают из условий минимизации вспомогательных ходов, обеспечения безопасности смены инструмента и удобства закрепления заготовки на станке.

Фиксированная точка – точка, определенная относительно ну­левой точки станка и используемая для определения положения рабочего органа станка. Совмещение базовых точек рабочих органов с фиксированными точками станка производится с помощью вмонтированных в узлы станка специальных датчиков положения. В фиксированную точку станка рабочий орган приводится в два этапа: сначала в зону действия датчика по команде с пульта УЧПУ или по заданному в УП перемещению, а затем с высокой точностью непо­средственно в фиксированную точку станка, что позволяет исключить ранее накопленную погрешность положения рабочего органа. Так как современные станки с ЧПУ достаточно надежно отрабатывают заданные в УП перемещения, фиксированные точки станка используют в качестве исходных только после переналадки станка перед изготовлением первой детали партии, а для последующих деталей партии исходные точки выбирают по возможности ближе к заготовке.

Наладка станка для работы по УП упрощается, если нуле точка станка находится в начале стандартной системы координат станка, базовые точки рабочих органов приведены в фиксировании точки станка, а траектория инструмента задана в УП перемещениями базовой точки рабочего органа, несущего инструмент, в системе координат станка. Это возможно, если базовая точка крепежного приспособления определена в системах координат детали и станка. Если же траектория инструмента задана в УП перемещениями вершины инструмента в системе координат детали, то для реализации такой УП используют «плавающий нуль», что усложняет обеспечение точности изготовления детали с переустановками заготовки.

ЭЛЕМЕНТЫ ТРАЕКТОРИИ ИНСТРУМЕНТА

Формообразующие движения инструмента совместно с его подводами и отводами описываются линией, вдоль которой перемещается определенная точка инструмента. Эта линия называется траекторией инструмента.

Траекторию инструмента рассчитывают в соответствии с операционным технологическим процессом, определяющим тип операции (точение, сверление, фрезерование и т. п.), схему обработки (выборка массива материала, контурная обработка или циклы обработки отверстий), инструмент и режимы резания.

Характер траектории обусловлен числом управляемых (в той числе одновременно) координат и принципом управления движением рабочих органов станка с ЧПУ. Так, двухкоординатное управление позволяет инструменту двигаться в пределах его рабочего диапазона перемещения к любой точке плоскости, трехкоординатное управление – к любой точке пространства. Дальнейшее увеличение числа управляемых координат до пяти дает возможность, например, изменять ориентацию оси инструмента, обеспечивая при обработке заготовки направление этой оси по нормали к обрабатываемой поверхности. В зависимости от числа одновременно управляемых координат различают прямоугольное, прямолинейное и криволинейное формообразования.

Расчет опорных точек контура детали

Определение геометрических элементов контура детали ведется по заданным на чертеже размерам. Размеры деталей, величины меж­операционных припусков на обработку могут задаваться с отклоне­ниями или обозначениями квалитетов. Для проведения расчетов квалитеты переводятся по соответствующим таблицам в отклонения.

Верхнее и нижнее отклонения данного номинального размера ограничивают поле допуска. Деформация системы СПИД, размерный износ инструмента, изменение сил резания из-за снижения режущих свойств инструмента и ряд других причин приводят к возникновению погрешностей обработки. Эти погрешности частично могут быть учтены при выборе настроечного размера. Однако из-за сложности расчетов при подготовке УП вручную более действенным способом обеспечения точности обработки является выбор в качестве настроечного размера середины поля допуска; или (что еще более упрощая расчет) номинального размера и последующий ввод коррекции на этот программируемый размер с пульта управления УЧПУ по результатам пробной обработки детали.

Точность вычислений при расчете УП обычно ограничивается дискретностью задания перемещений, характеризуемой минимальным перемещением или углом поворота рабочего органа станка, которые могут быть заданы в УП.

Вычисление координат опорных точек контура детали ведется системе координат детали с помощью уравнений, описывающим геометрические элементы.

ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

УП записывается на программоноситель в виде последовательности кадров, представляющих собой законченные по смыслу фразы на языке кодирования технологической, геометрический и вспомогательной информации. Отдельные последовательности кадров обработки участков заготовки объединяются в главы УП, каждая из которых начинается с главного кадра. Главный кадр содержит начальную информацию об условиях обработки, и с него можно начинать или возобновлять работу станка по УП. Остальные кадры главы УП несут только измененную по отношению к предыдущим кадрам часть информации и называются дополнительными кадрами

Кадры состоят из слов, расположенных в определенном порядке, а слова – из символов. Первый символ слова является буквой обозначающей адрес, а остальные символы образуют число со знаком или целочисленный код. Обозначение адресов приведено в таблице.

Символ адреса	Значение символов адреса
А, В и С	Угловые перемещения соответственно вокруг осей X, У и Z
D	Угловое перемещение вокруг специальной оси или третья функ­ция подачи, или функция коррекции инструмента
E	Угловое перемещение вокруг специальной оси или вторая функ­ция подачи
F	Функция подачи
G	Подготовительная функция
H	Не определен
I, J, K	Параметры интерполяции или шаги резьбы соответственно вдоль осей X, Y и Z
L	Не определен
M	Вспомогательная функция
N	Номер кадра
P, Q	'Третьи функции перемещений, параллельных соответственно осям X и У, или параметры коррекции инструмента
R	Перемещение на быстром ходу по оси Z или третья функция перемещения, параллельного оси Z, или параметр коррекции инструмента
S	Скорость главного движения
T	Функция инструмента
U, V, W	Вторые функции перемещений, параллельных соответственно осям X, У и Z
X, Y, Z	Перемещения соответственно по осям X, У и Z

Кадр УП содержит слово «Номер кадра» и одно или несколько информационных слов. К информационным относятся слова «Подготовительная функция», «Размерное перемещение», «Функция подачи», «Скорость главного движения», «Функция инструмента» «Вспомогательная функция». В кадре эти слова имеют ту же после­довательность.