книги из ГПНТБ / Никитенко В.Д. Подготовка программ для станков с числовым программным управлением

грамм на магнитную ленту, так и для непосредственного управления станком (как встроенный). Оборудован устрой­ ством автоматического разгона, многократного повторения одного кадра, индикацией для проверки записанной в кадре информации, переключателем числа и знака координат, встроенным контролем ввода и отработки кадров, устрой­ ством для быстрой проверки перфолент. Программоноси­ тель — бумажная пятидорожечная стандартная перфо­ лента, код записи — двоично-десятичный. Кадр программы фиксированный.

Машина УМС-2, управляющая станками, — линейнокруговой интерполятор. Предназначен для непосредствен­ ного управления металлорежущими станками с числом координат не более трех или записи программ на магнитную ленту. Может работать в двух режимах: в режиме безэкви­ дистантного программирования, при этом производится расчет эквидистанты плоского контура из прямых и дуг окружностей, линейная и круговая интерполяция экви­ дистанты контура. Величина радиуса эквидистанты уста­ навливается на пульте УМС-2; в режиме обычного про­ граммирования.

В обоих режимах УМС-2 может передавать на станок до 27 технологических и вспомогательных команд. Про­ граммоноситель — бумажная пятидорожечная стандарт­ ная лента. Используется двоично-десятичный код БЦК-5, кадр адресный. Каждое геометрическое или технологиче­ ское понятие перед своим числовым значением имеет адрес, после которого идет фиксированное число строк. Адреса с информацией в кадре можно вводить в любом порядке.

Скорость перемещения задается в каждом кадре про­ граммы. Всего скоростей 64, их кодируют в восьмеричной системе от 01 до 77. Максимальная скорость при цене им­ пульса 0,01 мм составляет 850 мм/мин [38]. Заданная в программе скорость может быть изменена с пульта вруч­ ную. В одном кадре может быть задано не более трех тех­ нологических команд из 27 возможных.

На УМС-2 обеспечен контроль вводимой информации, контроль преобразования кодов, контроль расчета экви­ дистанты.

При совершенствовании оборудования для подготовки программ наметилась сейчас тенденция к упрощению вво­ димой информации. В связи с этим интерполяторы стали оснащаться устройствами для безэквидистантного про­ граммирования (УМС), для коррекции радиуса фрезы и

112

для указанных выше систем ПУ, так и для систем типа СЦМ и СЦ-1.

Для записи программ к системам фазового типа (ФСПУ-2) применяют линейно-круговой интерполятор ЛКИ-ФМ. Последние модификации этого интерполятора оснащены устройствами записи программ для систем СЦМ, «Контур-4МИ» и ПРС-ЗК.

Широкое применение нашла система интерполирования и записи СИЗ-4, которая состоит из линейного интерполя­ тора ИЛ-4К, устройства записи УЗП-4 и преобразова­ теля ПФЗ-2, дающего возможность производить запись программ для систем всех видов, кроме систем ФС-2. Совместно с комплектом поставляют устройство контроля УК.П-1М. На ряде заводов применяют комплект обору­ дования КПП-З, включающий линейный пятикоординатный интерполятор ИЛ-5К с устройством записи УЗПФ-3, позволяющим производить запись программ для всех типов отечественных систем ЧПУ. В комплект входит и устройство контроля КФЗ.

Устройства для записи программ на магнитную ленту необходимы при подготовке программ для станков, не имеющих встроенных интерполяторов. В последние годы все шире применяют станки со встроенными интерполя­ торами (фрезерные: 6441 Пр, с системой СЦП-4, 6Н13ГЭ2 с управляющей машиной УМС; электроэрозионный 4531ПМ и др.). Подготовка программ к таким станкам завершается перенесением рассчитанной программы на перфоленту, а оборудование для записи и контроля огра­ ничивается перфораторами и контрольными устройствами. При совершенствовании ЭВМ сейчас создают целый ряд технических средств, позволяющих автоматизировать ввод, обработку, оптимизацию, вывод и передачу технической и геометрической информации. К ним относятся: чертеж­ ные машины, позволяющие как выводить информацию из ЭВМ сразу на чертеж, так и вводить ее с чертежа в число­ вом виде в память машины; экран с электронным каран­ дашом, дающий возможность специалисту вносить кор­ рективы в решение задач после оценки промежуточных результатов, полученных с ЭВМ; специальные устрой­ ства для ввода в ЭВМ графической информации; средства передачи данных по телефонным и телеграфным каналам. Применение перечисленных средств весьма перспективно в системах автоматической подготовки программ для обо­ рудования с ЧПУ.

114

ГЛАВА V

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ДЛЯ ОБОРУДОВАНИЯ С ЧПУ

5.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМАХ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ (САП)

Значительная трудоемкость подготовки программ для станков с ЧПУ явилась предпосылкой развития ее авто­ матизации. Преобладающими операциями при програм­ мировании процесса обработки деталей являются опера­ ции арифметического и логического порядка, что позво­ ляет с большой эффективностью автоматизировать этот процесс, применяя электронные вычислительные машины.

Развитие автоматизации программирования для стан­ ков с ЧПУ проходило следующим образом. Первые по­ пытки применения ЭВМ проводились в направлении со­ здания индивидуальных программ для ЭВМ, автомати­ зирующих расчет программы обработки одной выбранной детали на станке. Ввиду значительной трудоемкости руч­ ного программирования для ЭВМ и однократности ис­ пользования машинной программы этот способ оказался нерентабельным.

Со временем в вычислительных центрах накапливались программы на ЭВМ, неоднократно применяемые для про­ граммирования обработки некоторых деталей и доведен­ ные до стандартных. Применение библиотеки стандарт­ ных программ — более рентабельный способ автоматиза­ ции программирования для станков с ПУ. Однако для создания библиотеки нужно провести большие работы, в течение длительного времени составляя и совершен­ ствуя программы для автоматического программирования обработки деталей.

На основе отработанных и проверенных алгоритмов стандартных программ для наиболее широких классов деталей может быть целесообразным создание специали-

115

зированных машин. На пути к созданию универсальных систем автоматического программирования делались по­ пытки разработать специализированные системы для авто­ матизации программирования обработки отдельных клас­ сов деталей (типовые программы).

Разработаны, например, типовые программы для ЭВМ, программирующие для станков с ПУ обработку гребных винтов, обработку шнеков и др. Трудность программиро­ вания изготовления этих деталей высока ввиду того, что обрабатываемый контур задается таблицей или функцио­ нальной зависимостью и обработка должна вестись с при­ менением 3—5 координат, как линейных, так и круговых. При использовании типовой программы входная инфор­ мация может содержать лишь сведения о размерах дета­ лей, так как геометрия и способ обработки заложены в программе.

Рассмотрим особенности обработки шнеков. Рабочей поверхностью шнеков является линейчатая винтовая по­ верхность или наклонный кольцевой геликоид. Наиболее простыми из этих деталей являются шнеки с постоянным шагом, обработка их возможна при вращении заготовки вокруг оси (координата ср) с поступательным продольным перемещением фрезы .вдоль оси заготовки. Следовательно, данный вид обработки может быть осуществлен на двухкоординатном станке с программным управлением.

При обработке лопасти шнека с переменным шагом встречаются более значительные трудности и только ис­ пользование станков с ПУ позволило наладить производ­ ство таких деталей без применения ручной доводки по ша­ блону. Получение шнека правильной формы с переменным шагом и нецилиндрической ступицей требует одновремен­ ного взаимного перемещения детали и фрезы в пяти коор­ динатах: X, Y, Z (линейные), <р, 0 (круговые) (рис. 28). Расчет программы обработки шнека с переменным шагом при ручном программировании занимает в среднем 30— 32 ч, при автоматическом— 1,5 ч.

Чрезвычайно узкая ориентация типовых программ на одну лишь группу деталей позволяет сделать простыми программу и ее использование. При использовании типо­ вых программ на ЭВМ выполнять подготовку программ обработки на станке может специалист-технолог, не зна­ комый с программированием.

Однако номенклатура типовых деталей ограничена. По­ этому наиболее универсальным методом автоматизации

116

программирования для оборудования с ПУ является при­ менение особого класса проблемно-ориентированных язы­ ков — систем автоматического программирования (САП).

Рис. 28. Обработка шнека с переменным шагом на пятикоординатном станке с ЧПУ

Использование аналитических методов переработки гео­ метрической информации позволяет с применением САП программировать обработку деталей, контуры и поверх-

,KIPPS САПС-НЯ

,. АРт-т Version- / 1

APT-111 Version-YH •

;AUT0SP0T

. Gt'APT

н

*•!

- 1

Рис. 29. Области применения САП

иости которых рассматриваются как состоящие из от­ дельных элементов (рис. 29). Перечень наиболее часто применяемых геометрических элементов невелик: точки, прямые, дуги окружностей, кривые. Каждый элемент мо­ жет быть задан рядом способов (рис. 30—33). Но при-

117

ведением к единому, например, каноническому виду спо­ собов задания элементов по стандартным алгоритмам не­ сложно определять точки и границы их пересечений. От­ личительная черта САП — широкая универсальность.

Системы автоматического программирования для обо­ рудования с ПУ различаются, прежде всего, по функцио-

Рис. 30. Способы задания точки:

нальному признаку, для оборудования с непрерывными системами ЧПУ и для оборудования с позиционными си­ стемами. Первые предназначаются для станков фрезер­ ных, токарных, электроэрозионных, намоточных, для газо­ резательных машин и др. Вторые — для координатносверлильных, расточных станков, для роботов, манипу­ ляторов и др. (см. рис. 29).

В САП отражены конструктивные особенности обору­ дования с ПУ. Они могут автоматизировать программиро­ вание двух-, трех- и более координатной обработки,

118