Тема 5.3. Системы автоматизированного программирования для станков токарной группы

Система автоматизированного проектирования управляющих программ тел вращения (САПР УП ТВ) обеспечивает проектирование в 2-х режимах:

• со средним уровнем автоматизации;

• с высшим уровнем автоматизации.

При автоматизированной разработке УП для обработки деталей типа «тел вращения» предусматриваются следующие переходы – зоны обработки:

1. зона обработки (ВЫБ) - многопроходная обработка;

2. зона обработки углублений (УГЛУБ) - обработка глубоких пазов и канавок;

3. зона контурной обработки (КОН) - однопроходная обработка;

4. зона сверления (ОСВ );

5. зоны обработки канавок:

5.1 зона обработки прямоугольных канавок (КП );

5.2 зона обработки угловых канавок (КУ);

5.3 зона обработки трапециидальных канавок (КТ);

6. зона резьбонарезания (Р);

7. зона отрезки (ОТР).

Исходными данными для автоматизированного программирования служит описание детали, заготовки и технологических переходов на специальном вход­ном языке.

Описание детали и заготовки производится непосредственно по соответст­вующим чертежам без каких-либо расчётов. Обработка исходных данных осу­ществляется процессором системы, который решает следующие задачи:

1. синтаксический, логический и геометрический контроль исходных данных с выдачей диагностических сообщений в случае обнаружения ошибок;

2. построение контуров детали и заготовки;

3. обработка данных информационной базы;

4. построение траектории движения инструментов;

5. построение эквидистанты (при необходимости);

6. расчёт частоты вращения шпинделя;

7. формирование технологических команд;

8. формирование циклов (подпрограмм) для станков с устройствами ЧПУ (УЧ- ПУ)типа СNС.

Результатом работы процессора является УП на унифицированном проме­жуточном языке "процессор - постпроцессор" (массив данных СLДАТА).

Преобразование массива данных СLДАТА в УП для конкретной модели станка и УЧПУ осуществляет постпроцессор.

В результате проектирования получают:

1. изображение контура детали и траекторий движения инструментов;

2. карту кодирования информации с текстом УП;

3. операционную карту;

4. карту наладки инструментов.

Задание элементов контура для деталей типа «тел вращения» в AutoCADе производится с помощью прямых и окружностей. Контур должен быть замкнут. Если деталь или заготовка не имеют сквозного отверстия, то их контур замыкают осью вращения. Ниже приведены принятые в языке системы обозначения, используемые при задании точек, прямых и окружностей:

Т -точка

ПР - прямая

КР - окружность

Д - диаметр

Г - градус

М - минута

С - секунда

Ч - через

Ц - центр

К - касательно

П

ЕР - перпендикулярно

ПАР - параллельно

КОНЦ - концентрично

R -радиус

X - координата X

Z - координата Z

ХМ - координата X меньше

ХБ - координата X больше

ZМ - координата Z меньше

ZБ - координата Z больше

Тема 5.4. Система автомтизированного програм­мирования для многоцелевых станков с чпу

Система САПР УП ПКД (Система автоматизированного проектирования) предназначена для автоматизи­рованного проектирования управляющих программ на плоскостные и корпус­ные детали для станков с ЧПУ.

Процесс подготовки данных можно условно разбить на следующие этапы:

1. задание общей информации;

2. задание геометрической информации;

3. задание технологической информации согласно меню системы в диалоговом режиме.

Задание общей информации ведётся в диалоговом режиме и служит для формирования реквизитов, заполнения граф технологической документации, вы­зова постпроцессора.

Задание геометрической информации ведётся в режиме «Ввод исходных данных - графический» в среде графического редактора AutoCAD или описы­вается на входном языке системы.

Задание технологической информации ведётся в диалоговом режиме с про­смотром заданной геометрической информации в текстовом и графическом ви­де.

Обработка исходных данных осуществляется процессором системы, кото­рый последовательно от операции к операции решает следующие задачи:

• синтаксический, логический и геометрический контроль исходных данных;

• определение геометрических элементов: точек, прямых, окружностей, систем точек;

• построение контуров (в т.ч. точечно-заданных (ТЗК));

• обработка данных информационной базы;

• формирование технологических переходов, команд, циклов, подпрограмм, нормирование операций;

• формирование операционной карты;

• формирование карты наладки.

Преобразование массива данных СLДАТА в УП для конкретной модели станка и УЧПУ осуществляет постпроцессор или обобщенный постпроцессор посредством паспорта. В результате проектирования получают:

- изображение контура детали;

- траектории движения инструментов, здесь обеспечена возможность увеличения отдельных участков контура, возможность пошагового контроля контура, изобра-жения траектории движения отдельно от заданного инструмента, контроля траек-тории движения в 3-х плоскостях;

- карту кодирования информации (ККИ) с текстом УП по ГОСТ 3.1404-86 фор­ма 5 САПР;

• операционную карту (ОК) по ГОСТ 3.1404-86 форма 3 САПР;

• карту наладки инструментов (КН) по ГОСТ 3.1404-86 форма 4;

- карту эскизов (КЭ) по ГОСТ 3.1105-84 форма 3 САПР с выводом на принтер или графопостроитель;

- перфоленту УП.

В языке системы приняты следующие обозначения, используемые при за­дании геометрической и технологической информации:

Т -точка

С Т -система точек

ПР -прямая

КР -окружность

КОНТ -контур

R -радиус

Д -диаметр

Ш -шаг

Г -градус

СОПР - сопряжение

ПОВТ -повторение

Н АЧ - начало

Ц -центр

Ч -через

К -касательно

ПЕР - перпендикулярно

ПАР - параллельно

КОНЦ - концентрично

ВРАЩ - вращение

СМЕЩ- смещение

ЗЕРК - зеркально

ОБР - обратно

М -минута

С - секунда

X - координата X

Y - координата Y

РАМА - рама

РЕШ - решетка

КРОМЕ - кроме точки (точек)

технологической

зоны цикла

ТЗК - точечно-заданный контур ±СПР - способ задания ТЗК

параметрами

спирали Архимеда

"+" - спираль против часовой

стрелки (при задании

можно опустить)

"-" - спираль по часовой стрелке ХВ - координата X больше

ХМ - координата X меньше

YБ - координата Y больше

YМ - координата Y меньше ЭКВИД - эквидистанта

СЛ - эквидистанта слева

СПР - эквидистанта справа

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОФОРМЛЕНИЮ ДОМАШНЕЙ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Контрольная работа выполняется на листах формата А4 (210×297) в соответствии с ГОСТ 2.105-95 и ГОСТ 2.106-96 и должна быть написана черными или синими чернилами четко и аккуратно (допускается выполнение ПЭВМ).

Чертежи, графики, схемы, рисунки выполняются простым карандашом и должны иметь соответствующие надписи.

Формулы, если они имеются, нумеруются по тексту арабскими цифрами, за­ключенными в круглые скобки.

Контрольная работа должна иметь сквозную нумерацию. Каждую контроль­ную работу брошюруют в скоросшиватель. На папку скоросшивателя наклеивают лист с указанием Ф.И.О. учащегося и варианта задания.

Примеры выполнения и оформления практических заданий к кон­трольной работе приведены на стр.47-50 настоящих методических рекомендаций.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ДОМАШНЕЙ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ И МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЕЕ ВЫПОЛНЕНИЮ

1. Дать основные понятия и определения: числовое программное управление (ЧПУ), позиционное ЧПУ, контурное ЧПУ, адаптивное ЧПУ.

2. Назвать и охарактеризовать основные функции, выполняемые системой числового программного управления (СЧПУ).

3. Дать основные понятия и определения: управляющая программа (УП), состав УП, структура кадра УП, формат кадра УП. Назвать отличие структуры и формата кадра.

4. Назвать последовательность подготовки УП. Назвать основные этапы подготовки УП.

5. Дать краткую характеристику устройств ЧПУ. Назвать особенности устройств ЧПУ на базе микро ЭВМ.

6. Назвать и охарактеризовать программоносители для станков с ЧПУ. Назвать особенности кодирования информации в коде ISО - 7 bit.

7. Назвать технические характеристики устройства ЧПУ – 2С42 - 65.

8. Назвать технические характеристики устройств ЧПУ: 2Р22, «Электроника НЦ-31»

9. Назвать и пояснить особенности разработки технологического процесса (ТП) изготовления детали на станке с ЧПУ.

10. Дать понятие структуры однопроцессорных систем ЧПУ.

11. Дать понятие мультипроцессор. Назвать достоинства их применения в СЧПУ.

12. Дать понятие технологической документации. Охарактеризовать содержание справочной, исходной, сопроводительной документации.

13. Охарактеризовать принцип программного управления. Охарактеризовать и привести пример обобщенной структуры ЭВМ.

14. Дать основные понятия и определения: система числового программного управления (СЧПУ), устройство числового программного управления (УЧПУ). Режимы работы СЧПУ.

15. Охарактеризовать систему координат детали для станков с ЧПУ.

16. Охарактеризовать систему координат станка для станков с ЧПУ.

17. Охарактеризовать систему координат инструмента для станков с ЧПУ.

18. Охарактеризовать связь систем координат детали, станка, инструмента.

19. Дать основные понятия и определения: эквидистанта, опорная точка, траектория движения инструмента.

20. Назвать и охарактеризовать модели УЧПУ. Структура обозначения.

21. Дать основные понятия и определения: нулевая точка станка, исходная точка, фиксированная точка, точка начала обработки, нулевая точка детали.

22. Перечислить особенности обработки на станках с программным управлением. Основные преимущества станков с ЧПУ.

23. Назвать и охарактеризовать основные подготовительные функции, используемые при разработке УП.

24. Назвать и охарактеризовать основные вспомогательные функции, используемые при разработке УП.

25. Охарактеризовать последовательность расчета опорных точек траектории движения инструмента при кодировании дуги окружности.

26. Охарактеризовать последовательность расчета опорных точек траектории движения инструмента при кодировании прямолинейных участков.

27. Охарактеризовать принцип кодирование геометрической информации в абсолютной и относительной системах координат. Привести примеры кодирования.

28. Токарные станки с ЧПУ: назначение, область применения, производимые работы.

29. Многоцелевые станки с ЧПУ: назначение, область применения, производимые работы.

30. Сверлильные станки с ЧПУ: назначение, область применения, производимые работы.

31. Пояснить принцип записи, контроля и редактирование УП.

32. Охарактеризовать программирование выдержки времени, начала и конца кадра УП. Пояснить кодирование скорости подачи, скорости главного движения для станков с ЧПУ.

33. Пояснить принцип задания подпрограмм и постоянных циклов для станков с ЧПУ.

34. Пояснить кодирование скорости главного движения, скорости подачи, быстрых перемещений, задание геометрических перемещений в абсолютных размерах и в приращениях в системе «Электроника НЦ-31».

35. Описать историю развития станков с ЧПУ.

36. Охарактеризовать суть систем классов NС и SNС.

37. Охарактеризовать суть систем классов СNС, DNС, НNС.

38. Охарактеризовать типовые схемы обработки тел вращения на станках с ЧПУ.

39. Охарактеризовать схемы обработки винтовых поверхностей на токарных станках с ЧПУ.

40. Назвать и охарактеризовать структуры и этапы развития систем ЧПУ.

41. Пояснить принципы задание круговой интерполяции в УП при кодировании в абсолютных значениях и в приращениях.

42. Охарактеризовать типовые схемы обработки плоскостей на фрезерных станках с ЧПУ.

43. Охарактеризовать режущий инструмент, используемый при обработке деталей на фрезерных станках с ЧПУ. Назвать циклы контурного фрезерования.

44. Пояснить задание коррекции на длину и на радиус инструмента.

45. Охарактеризовать типовые схемы фрезерования плоскостей и пазов на станках с ЧПУ.

46. Назвать и охарактеризовать работы, выполняемые на токарных станках с ЧПУ, режущий инструмент, используемый на токарных станка с ЧПУ.

47. Охарактеризовать типовые схемы движения инструмента при токарной обработке («петля», «зигзаг», «виток», «спуск»).

48. Назвать инструмент, используемый для обработки отверстий на станках с ЧПУ. Типовые циклы обработки отверстий: центрование, сверление, нарезание резьбы.

49. Назвать и охарактеризовать последовательность переходов при обработке отверстий на станках с ЧПУ.

50. Перечислить основные показатели работы станков с ЧПУ.

51. Назвать и охарактеризовать последовательность выполнения переходов при обработке деталей на многоцелевых станках с ЧПУ.

52. Назвать и охарактеризовать приспособления, используемые для станков с ЧПУ.

53. Назвать и пояснить значение основных символов на пультах управления УЧПУ.

54. Пояснить принципы программирования методом подпрограмм.

55. Охарактеризовать диалоговые методы программирования на УЧПУ.

56-71 Разработать УП обработки детали на многоцелевом станке с ЧПУ модели 2С150ПМФ4 с УЧПУ 2С42-65 в соответствии с вариантом задания.

Таблица 1

Предпоследняя цифра шифра		Последняя цифра шифра
		0		1		2		3		4		5		6		7		8	9
0		1 23 37 56		2 24 38 57		3 25 39 58		4 26 40 59		5 27 41 60		6 28 42 61		7 29 43 62		8 30 44 63		9 31 45 64	10 32 46 65
1		11 33 47 66		12 34 48 67		13 35 49 68		14 36 50 69		15 23 51 70		16 24 52 71		17 25 53 56		18 26 54 57		19 27 55 58	20 28 37 59
2		21 29 38 60		22 30 39 61		1 31 40 62		2 32 41 63		3 33 42 64		4 34 43 65		5 35 44 66		6 36 45 67		7 23 46 68	8 24 47 69
3		9 34 48 70		10 33 49 71		11 32 50 56		13 31 51 57		13 30 52 58		14 29 53 59		15 28 54 60		16 27 55 61		17 26 37 62	18 25 38 63
4		1 35 48 64		2 36 47 65		3 23 46 66		4 24 45 67		5 25 44 68		6 26 43 69		22 27 42 70		21 28 41 71		20 29 40 56	19 30 39 57
5	7 23 49 58		8 24 50 59		9 25 51 60		10 26 52 61		11 36 53 62		12 35 54 63		13 34 55 64		14 33 37 65		15 32 38 66		15 31 39 67
6	4 27 49 68		3 28 48 69		2 29 47 70		1 30 46 71		22 31 45 56		21 32 44 57		20 33 43 58		19 34 42 59		18 35 41 60		17 36 42 61
7	5 32 50 62		6 31 51 63		7 30 52 64		8 29 53 65		9 28 54 66		10 27 55 67		11 26 37 68		12 25 38 69		13 24 39 70		14 23 40 71
8	2 33 53 56		1 34 52 57		22 35 48 58		21 36 47 59		20 23 46 60		19 24 45 61		18 25 44 62		17 26 43 63		16 27 42 64		15 28 41 65
9	3 24 54 66		4 23 55 67		5 26 37 68		6 35 38 69		7 34 39 70		8 33 40 71		9 32 41 56		10 31 42 57		11 30 43 58		12 29 44 59

Чертежи вариантов деталей

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Назвать причины приоритетного развития станков с ЧПУ.

2. Назвать общие задачи, стоящие перед системой автоматизированного проектирования технологических процессов.

3. Перечислить преимущества и недостатки станков с ЧПУ.

4. Дать определение УП.

5. Назвать состав УП.

6. Назвать и охарактеризовать программоносители, используемые для записи УП.

7. Дать классификацию систем ЧПУ по технологическим признакам.

8. Назвать возможности применения позиционных, контурных и смешанных СЧПУ.

9. Назвать факторы, влияющие на определение номенклатуры деталей для обработ­ки на станках с ЧПУ.

10. Охарактеризовать основные этапы подготовки УП.

11. Назвать и пояснить основные методы подготовки УП

12. Назвать и охарактеризовать виды технической документации, используемой при разработке и внедрении технологических процессов и УП для обработки деталей на станках с ЧПУ.

13. Пояснить содержание справочной информации.

14. Пояснить содержание операционной карты.

15. Что относится к исходной документации для разработки УП для обработки деталей на станках с ЧПУ.

16. Охарактеризовать систему координат детали для станков с ЧПУ. Назовите виды СКД для станков с ЧПУ.

17. Пояснить правила выбора направления осей координат станка.

18. Дать понятие нулевой точки детали.

19. Дать понятие исходной точки программы.

20. Дать понятие определению «плавающий нуль»

21. Дать понятие траектории инструмента.

22. Дать понятие эквидистанты.

23. Дать понятие опорной точки.

24. Пояснить зависимость количества одновременно изменяемых координат от типа уст­ройства ЧПУ.

25. Назвать основные характеристики УП.

26. Пояснить и охарактеризовать состав кадра

27. Пояснить и охарактеризовать основные элементы перфоленты.

28. Пояснить назначение дорожек перфоленты.

29. Пояснить принцип кодирования перфоленты в коде ИСО - 7 бит. 30. Назвать информационные слова, входящие в УП.

31. Пояснить принцип кодирования размерных перемещений.

32. Пояснить принцип кодирования линейной интерполяции.

33. Пояснить принцип кодирования круговой интерполяции.

34. Пояснить принцип кодирования подачи и главного движения.

35. Пояснить принцип кодирования номера инструмента и его коррекции.

36. Пояснить принцип кодирования начала и конца программы.

37. Назвать способы выявления ошибок УП.

38. Назвать и охарактеризовать средства для выявления ошибок УП.

39. Назвать и охарактеризовать последовательность переходов при обработке на токарных станках с ЧПУ.

40. Назвать и охарактеризовать основные зоны обработки деталей на токарных станках с ЧПУ.

41. Изобразить и охарактеризовать систему координат токарного станка с ЧПУ.

42. Изобразить и охарактеризовать схемы обработки зон деталей, изготовленных на токарных станках с ЧПУ.

43. Изобразить и охарактеризовать зоны обработки деталей на фрезерных станках с ЧПУ.

44. Изобразить и охарактеризовать типовые схемы обработки плоскостей на фрезерных станках с ЧПУ.

45. Изобразить и охарактеризовать циклы контурного фрезерования.

46. Назвать и охарактеризовать инструмент, используемый на фрезерных станках с ЧПУ. 47. Назвать оси, по которым могут осуществляться формообразующие движения рабо­чих органов электроэрозионного станка с ЧПУ.

48. Назвать и охарактеризовать рабочий инструмент, используемый для электроэрозионных вырезных стан­ков с ЧПУ.

49. Пояснить значение коррекции эквидистанты.

50. Назвать особенности обработки глубоких отверстий.

51. Пояснить расчёт координаты «Z» при составлении УП обработки деталей на сверлиль­ных станках с ЧПУ.

52. Назвать информацию, которая заложена в главный кадр УП, вызываемый из памяти УЧПУ.

53. Назвать и охарактеризовать постоянные циклы обработки отверстий. 54. Назвать последовательность обработки корпусных деталей на многоцелевых станках с ЧПУ.

55. Назвать особенности построения УП для многоцелевых станков с ЧПУ.

56. Пояснить, как осуществляется кодирование смены инструмента для многоцелевых станков с ЧПУ. 57. Дать определение САП.

58. Дать классификацию САП.

59. Назвать перспективы развития САП. 60. Пояснить назначение AutoCADа.

61. Изобразить и охарактеризовать схематично экран в системе AutoCAD.

62. Назвать типы команд AutoCADа.

63. Назвать системы координат, используемые при работе в AutoCAD.

64. Охарактеризовать режимы работы САПР УП ТВ.

65. Назвать результаты работы при автоматизированной разработке УП.

66. Пояснить назначение САПР УП ПКД.

67. Назвать технологические переходы, для которых возможно проектирование УП для обработки на многоцелевых станках с ЧПУ.

68. Назвать и охарактеризовать этапы подготовки данных для автоматизированной разработки УП.

ПЕРЕЧЕНЬ РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Основная

1. Гжиров Р.И., Серебреницкий П.П. Программирование обработки на станках с ЧПУ: Справочник. - Л.: Машиностроение, 1990. - 588с.: ил.

2. Дерябин А.Л. Программирование технологических процессов для станков с ЧПУ: Уч.пособие. - М.: Машиностроение, 1984. - 224с.: ил.

3. Каштальян И.А., Клевзович В.И. Обработка на станках с числовым програм-

м­ным управлением: Справ.пособие. -Мн.: Высшая школа, 1989. - 271с.: ил.

4. Конструкция и наладка станков с программным управлением и роботизирован­- ных комплексов: Учеб .пособие /Л.Н.Грачёв, В. Л .Косовский, А.Н.Ковшов и др. -М., Высшая школа, 1989. - 271 с.: ил.

5. Микро-ЭВМ, микропроцессоры и основы программирования: Учеб.пособие/ А.Н.Морозевич, А.Н.Дмитреев, В.Н.Мухаметов и др.; Под общ.ред. А.Н.Морозевича. - Минск: Высшая школа, 1990. - 352 с.: ил.

6. Программное управление станками и промышленными роботами: Учебн. /В.Л.Косовский, Ю.Г.Козырев, А.Н.Ковшов и другие. - М.: Высшая школа, 1989.-272 с.: ил.

Дополнительная

7. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х томах. /Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985. - 656 с.: ил.

8. Рапопорт Г.Н., Солин Ю.В. Применение промышленных роботов. - М.: Маши-­ ностроение, 1985. - 272 с.: ил. - (Б-ка технолога).

9. Локтева С.Е. Станки с программным управлением и промышленные роботы: Учебник. - М.: Машиностроение, 1986. - 320 с.: ил.

10.Марголит Р.Б. Эксплуатация и наладка станков с программным управлением и

промышленных роботов: Учеб.пособие.- М.: Машиностроение, 1991.- 272 с.: ил.

11. Шурков В.Н. Основы автоматизации производства и промышленные работы:

Уч.пособие. -М.: Машиностроение, 1989. - 240 с.: ил.

12.Сосонкин В.Л. Программное управление технологическим оборудованием:

Учебн. -М.: Машиностроение, 1991. -512 с.: ил.

13.Инженерная и компьютерная графика: Учеб. /Э.Т.Романычева, А.К.Иванова,

А.С.Куликов и др.; Под ред. Э.Т.Романычевой. - Э.Т. М.: Высш.шк., 1996. -367 с.: ил.

Стандарты

ГОСТ 20523-80. Устройство числового программного управления станка. Термины и определения.

ГОСТ 20999-83 (СТ СЭВ 3585-82). Устройство числового программного управления для металлообрабатывающего оборудования. Кодирование информации управляющих программ.

ГОСТ 24505-80. Устройство программного управления. Символы на пультах управления.

ГОСТ 25347-82 (СТ СЭВ 144-75). Поля допусков и рекомендуемые посадки.