
книги из ГПНТБ / Никитенко В.Д. Подготовка программ для станков с числовым программным управлением
.pdfподвергаемых контурной обработке. Оборудование, ис пользуемое для подготовки программ при ручном про граммировании, гораздо дешевле, чем при автоматиче ском. Однако когда технологический цикл усложняется, используются многокоординатные станки со сменой режу щего инструмента, ручное программирование может стать тормозом во внедрении станков с ПУ, не обеспечивая их нужным количеством программ. В этом случае, помимо высокой трудоемкости программирования становится необ ходимой полная проверка программы. Затраты времени на программирование обработки сложных деталей и их контроль значительно уменьшаются с применением САП.
Фирма IBM приводит пример сравнительной затраты времени на программирование для станка Milwaukee Matic (табл. 28). Экономия времени, получаемая при ис-
|
|
|
|
Таблица 28 |
|
Затраты времени |
на программирование |
|
|
|
|
|
Р у ч н о е про- |
Автоматиче |
Этапы программирования |
|
граммнрова - |
ское програм |
|
|
|
|
н не |
мирование |
Анализ |
чертежа |
|
16 |
12 |
Выбор |
инструмента и приспособления |
10 |
10 |
|
Расчет |
и запись программы |
. . . • . |
136 |
39 |
Проверка программы |
|
30 |
12 |
|
Контрольная проверка на станке |
5 |
5 |
||
Корректировка программы |
|
3 |
2 |
|
|
И т о г о . . . |
200 |
80 |
пользовании ЭВМ, особенно значительна при программи ровании контурных станков. Так, авиационная фирма United Aircraft, являющаяся филиалом фирмы Pratt and Whitney, приводит следующий пример. При ручном про граммировании обработки лопатки турбины на фрезерном станке со встроенным линейным интерполятором необхо димо для одного сечения выполнить 8000 арифметических операций на настольной клавишной машине. Один работ ник выполняет это за 8,5 дней. Если для этой же цели применять ЭВМ и систему APT, то для одного сечения лопатки подготавливается информация за 30 мин. Расчет на ЭВМ занимает 3 мин.
В табл. 29, 30 приведены сравнительные данные тру доемкости и стоимости программирования обработки де-
182
Таблица 29
Затраты на программирование обработки детали средней сложности
Этап подготовки программы
Изучение чертежа и технологической обра-
Расчет координат уз
ловых точек эквидистан ты
Аппроксимация и рас-
Заполнение бланков Перфорация и контроль
перфорации для интер полятора или ЭВМ . . .
Проверка программы и
запись на магнитную лен ту
Проверка исходных данных для ЭВМ . . .
Работа программиста на ЭВМ
Стоимость машинного времени ЭВМ
И т о г о . . .
|
В р у ч н у ю |
|
|
|
ш |
|
|
|
га |
|
|
|
и |
|
л о |
|
|
|
л га |
о я |
|
|
л*0 |
и Т |
О з- |
£ а |
о |
О о |
|
•= о |
й £ |
* X |
||
S ^ |
! ; > > |
и О. |
Е а |
|
м |
н |
я |
тоимс тапа. |
а » |
|
° о |
а |
|
о о |
|
= 5 я" |
|
•=£ Ч |
|
|
|
>.а |
||
|
О » о |
|
|
|
£Н•3а- |
и - |
=• |
и m |
|
2 |
1,72 |
3,44 |
2 |
|
15 |
1,72 |
25,80 |
— |
|
12 |
1,72 |
20,64 |
— |
|
3 |
1,72 |
5,16 |
2 |
|
4 |
1,14 |
4,56 |
4 |
|
3 |
1,72 |
5,16 |
3 |
—— — 2
— — — 0,1
— — — 0,1
39 — 64,76 13
На ЭВМ
п ° • |
|
£ ХЮ |
5 а |
U g >> |
|
тоимс чело: aca, i |
тоимс |
(_>-• а- |
О m |
1,72 |
3,44 |
——
——
1,72 3,44
1,14 4,56
1,72 5,16
1,14 2,28
1,72 0,17
20,0 2,00
—21,05
тали средней и большой сложности на фрезерном станке с контурной системой ПУ вручную и с применением САПП и ЭВМ «Минск-22».
Для станков с позиционными системами автоматизация программирования также является весьма эффективной. В американской периодической литературе приведен при мер программирования обработки диска с 73 отверстиями, которые равномерно расположены на окружности диа
метром 250 мм. Каждое отверстие требует |
центровки, |
|
сверления и развертывания. |
|
|
При ручном программировании требуется: рассчитать |
||
2 X 73 = |
146 координат; переписать 3 X 146 = |
438 чисел |
на бланк; |
отперфорировать программу в 438 кадров. |
183
Таблица 30
Затраты на программирование обработки детали большой сложности
. а
|
л |
о |
Этапы подготовки |
и nj |
|
программы |
О D- |
|
г |
° |
|
|
s |
S |
ft о
В р у ч н у ю
тоимос челов* pi аса, О г - i о*
f. ~ тонмос
U Л!
я
д о
(- л
О гг S o
рудое» еловек
На ЭВМ
пО •
£avo
о п о. 2 ° .
_ О
| тонмос гапа, CJ m
Изучение |
чертежа и |
|
|
|
|
|
|
|||
технологии |
обработки |
10 |
1,72 |
17,20 |
7 |
1,72 |
12,04 |
|||
Расчет |
координат уз |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
ловых точек эквидистан |
70 |
1,72 |
120,40 |
|
|
|
||||
ты |
|
|
|
— |
— |
— |
||||
Аппроксимация и рас |
|
|
|
|||||||
чет времени |
|
бланков |
40 |
1,72 |
68,80 |
— |
— |
— |
||
Заполнение |
10 |
1,72 |
17,20 |
3 |
1,72 |
5,16 |
||||
Перфорация и контроль |
|
|
|
|
|
|
||||
перфорации |
для |
интер |
10 |
1,14 |
11,40 |
10 |
1,14 |
11,40 |
||
полятора |
или ЭВМ . . • |
|||||||||
Проверка |
программ и |
|
|
|
|
|
|
|||
запись на магнитную лен- |
3 |
1,72 |
5,16 |
3 |
1,72 |
5,16 |
||||
Проверка |
исходных |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
данных для ЭВМ п пер |
|
|
|
3 |
1,14 |
3,42 |
||||
фоленты |
|
|
|
— |
— |
— |
||||
Работа |
программиста |
0,1 |
1,72 |
0,17 |
||||||
на ЭВМ |
|
машинного |
— |
— |
— |
|||||
Стоимость |
|
|
|
|||||||
времени ЭВМ |
|
— |
— |
— |
0,1 |
20,0 |
2,00 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
И т о г о . . . |
143 |
— |
240,16 |
26 |
— |
39,35 |
|||
Время |
программирования |
8 ч. |
|
|
|
|||||
При программировании |
на |
ЭВМ с |
использованием |
|||||||
языка APT требуется: записать 25 предложений исходной |
||||||||||
программы, |
длится 45 мин; отперфорировать |
исходную |
||||||||
программу |
и выполнить расчет на ЭВМ, длится 15 мин. |
|||||||||
Время |
программирования |
1 ч. |
|
|
|
|||||
Приведенные данные показывают, что эффективность |
||||||||||
применения |
автоматического программирования |
возра |
||||||||
стает с усложнением детали. |
|
|
|
|
|
Ручное и автоматическое программирование не исклю чают друг друга и могут применяться даже на одном пред приятии. В табл. 31 приведены сведения о методах про-
184
|
Обзор способов |
программирования, |
применяемых на фирмах США |
|
Таблица 31 |
|||
|
|
|
||||||
Н а и м е н о в а н и е |
Т и п системы |
Р у ч н о е |
Автоматическое |
Проверка |
программ |
Примечание |
||
фирмы |
управления |
программирование |
программирование |
|||||
|
|
|
||||||
Boeing Corpo |
Координатные |
Не используется |
Используется |
В |
вычисли |
Диагностиче |
||
ration, самолето |
и |
прямоуголь |
|
язык АРТ-Ш с |
тельной |
машине; |
ская програм |
|
строение |
ные; |
пятикоор- |
|
вычислительной |
координатограф |
ма в языке |
||
|
динатные контур |
|
машиной |
|
|
АРТ-Ш для |
||
|
ные |
|
|
IBM 7094 |
|
|
автоматиче |
ской проверки программ во время работы машины
Grumman |
Air |
То же |
craft, самолето |
|
|
строение |
|
|
United Aircraft |
» |
|
реактивные |
дви |
|
гатели |
|
|
Используется |
Используется |
Печатный бланк |
|||
для |
координат |
для |
контурного |
в вычислитель |
|
ных |
прямоуголь |
управления язык |
ной машине; про |
||
ных |
систем с по |
АРТ-Ш с вычис |
верка на станке |
||
мощью |
Flexor iter |
лительной маши |
|
||
|
|
|
ной IBM 7094 |
|
|
Используется |
Используется |
То же |
|||
для |
простейших |
для |
контурного |
|
|
программ к свер |
управления язык |
|
|||
лильным |
станкам |
APT-II с вычис |
|
||
с помощью Flexo- |
лительной маши |
|
|||
riter |
|
|
ной |
IBM 7090 |
|
Продолжение табл. 31
Н а и м е н о в а н и е |
Тип системы |
|
Р у ч н о е |
Автоматическое |
Проверка программ |
Примечание |
|||
фирмы |
у п р а в л е н и я |
п р о г р а м м и р о в а н и е |
п р о г р а м м и р о в а н и е |
||||||
|
|
|
|||||||
Gidding Lewis, |
Координатные; |
Используется |
Используется |
Печатный бланк; |
|
||||
станкостроение |
прямоугольные; |
для |
координатных |
для |
контурного |
в |
вычислитель |
|
|
|
контурные |
и |
прямоугольных |
управления, соб |
ной |
машине; ко |
|
||
|
|
систем с помощью |
ственный язык с |
ординатограф; |
|
||||
|
|
Flexor iter |
вычислительной |
проверка на стан |
|
||||
|
|
|
|
машиной |
ке |
|
|
||
|
|
|
|
IBM |
1620 |
|
|
|
|
IBM, системы |
Координатные; |
Не используется |
Используется |
В |
вычислитель |
|
|||
информации |
прямоугольные |
|
|
язык «Autospot» |
ной |
машине; мо |
|
||
|
|
|
|
с |
вычислитель |
дель |
для станка; |
|
|
|
|
|
|
ной |
машиной |
проверка на стан |
|
||
|
|
|
|
IBM |
1620 |
ке |
|
|
Kearney |
Тгес- |
Координатные |
То |
же |
|
кег, |
станкострое |
и прямоугольные |
|
|
|
ние |
|
|
|
|
|
Jngersol |
Mil |
Координатные |
Не |
используется |
|
ling, |
станкострое |
|
|
|
|
ние |
|
|
|
|
|
Используется |
То же |
|
|
|
язык «Autospot» |
|
|
|
|
с вычислительной |
|
|
|
|
машиной |
|
|
|
|
IBM |
1620 |
|
|
|
Используется |
Проверка |
на Вычислитель |
||
собственный язык |
станке |
ная машина |
||
с |
вычислитель |
|
IBM |
1401 |
ной |
машиной |
|
с выдачей пер |
|
IBM |
1401 |
|
фокарт. Пе |
|
|
|
|
репись |
на пер |
фоленту
Н а и м е н о в а н и е |
Тип системы |
Р у ч н о е |
фирмы |
управления |
программирование |
Warner Swasey, |
|
Координатные |
Используется с |
||
станкостроение |
и |
прямоугольные |
помощью Flexor i- |
||
|
|
|
|
|
ter |
Miehle, |
Goss, |
|
Координатные |
То же |
|
Dexter, |
полигра |
|
|
|
|
фическое |
|
маши |
|
|
|
ностроение |
|
|
|
|
|
Internationel |
|
» |
» |
||
Наwester, |
ди |
|
|
|
|
зельные |
двигате |
|
|
|
|
ли |
|
|
|
|
|
General |
Elec |
|
Координатные |
|
|
tric, системы уп |
и |
прямоугольные |
|
||
равления |
|
|
|
|
Продолжение табл. 31
Автоматическое программирование Проверка программ Примечание
Не используется |
Печатный |
|
|
|
|
бланк; |
проверка |
|
|
|
на станке |
|
|
|
То же |
Одновременное |
|
|
|
|
программирова |
|
|
|
|
ние двумя прог |
|
|
|
|
раммистами |
|
|
|
|
Неизвестно |
Относительно |
||
|
|
|
малые |
про |
|
|
|
граммы для |
|
|
|
|
автоматиче |
|
|
|
|
ской |
линии |
» |
Печатный |
|
|
|
|
бланк, |
проверка |
|
|
|
на станке |
|
|
граммирования, применяемых на предприятиях США. Бросается в глаза широта применения САП и, наряду с этим, использование ручных методов программирования.
Рентабельность применения того или иного метода зависит от целого ряда факторов: потребность в програм мах; разнообразие обслуживаемых станков с ПУ; слож ность деталей и технологических процессов; наличие и загруженность ЭВМ на предприятии; возможность и удобство аренды времени ЭВМ на других вычислительных центрах; подготовленность специалистов предприятия к проведению работ по программированию обработки; нали чие перспектив дальнейшего расширения парка станков с ПУ на предприятии и др.
Ввиду вышеизложенного выбор метода подготовки программы для станков должен осуществляться в каждом случае отдельно с учетом конкретных условий.
Процесс подготовки программ обработки деталей яв ляется довольно сложным, поэтому эффективная эксплу атация станков с ПУ на современном уровне затрудни тельна без наличия на предприятиях совершенных средств подготовки программ, включая систему автоматического программирования (САП) и комплекс оборудования для контроля и записи программ на программоносители.
Разнообразие типов станков и систем программного управления требует внимательного подхода к укомплекто ванию служб ПУ предприятий средствами подготовки программ, исходя из наличия имеющегося оборудования и специфики производства.
Специальные средства, используемые при подготовке и реализации программы для станков с контурными системами ПУ, различны и складываются из отдельных звеньев: систем ПУ станками, комплектов для записи программ на магнитную ленту, систем автоматического программирования. Универсальность отдельных звеньев этого комплекса ограничена.
Схема, данная на рис. 49, иллюстрирует вомзможность взаимосочетания специальных средств при подготовке и реализации программ для станков с контурными систе мами ЧПУ. Схема связывает модели станков с систе мами ПУ, которыми они могут оснащаться. Запись про грамм на магнитную ленту осуществляется с применением специальных комплектов оборудования, причем боль шинство из выпускаемых промышленностью комплектов выполняет запись для определенного круга систем ПУ.
188
И, наконец, системы автоматического программирования оснащаются библиотеками постпроцессоров. Каждый из постпроцессоров обеспечивает возможность вывода управ ляющей станком программы в кодах конкретного интер полятора. Поэтому возможность использования САП при программировании для определенного комплекта записи, включающего интерполятор, определяется наличием соот-
|
|
Комплекты оборудования |
Системы |
|
|
|
для записи программ |
автоматического |
|
Станки с ЧПУ |
Системы ЧПУ |
на магнитную ленту |
программирования |
|
СФП-1 |
|
СИЗ-ч |
САП-2 |
|
|
Мииск-22 |
|||
[СФП-2 |
СЦМ;СЦ1 |
|
Минск-32 |
|
\ШПр |
Программа |
|
||
|
САП-3 |
|||
ДФ22ч |
|
|||
|
Л-68 |
|||
|
Минск-22 |
|||
|
|
|
||
\ ГФ-770\ |
ШтирШ |
УМС-2 |
СПС-Ф |
|
| 6М11Пр |
ПРС-ЗК |
|
Минск-22 |
|
\1А61БПУ\ |
|
|
Минск-32 |
|
|
|
САПП |
||
\1К62ПУ\ |
|
МИ - ФМ |
||
|
|
Минск-22 |
||
\ПЧ>П-5 |
ФСПУ-2 |
|
ВЖМ-ч |
|
|
|
Минск-32 |
||
ФП-7 |
|
|
|
|
ФП-9 |
ФС-2 |
КПП-3 |
САПСМ^22 |
|
9ФСП |
||||
|
|
Минск -22 |
||
|
|
|
Минск-32 |
Рис. 49. Возможности использования специальных средств при подго товке и реализации программ для станков с контурными системами ЧПУ
ветствующего постпроцессора для этой САП. Эти возмож ности отражены на схеме (рис. 49) связями между каждой САП и моделями комплектов записи, для которых САП имеет постпроцессоры.
Приведенная схема может быть полезной при принятии решения об укомплектовании специальными средствами служб ПУ предприятий. Если на заводе имеется несколько моделей станков, оснащенных разными системами, вопрос о приобретении или аренде того или иного комплекта записи программ и САП должен решаться исходя из воз можности подготовки программы для имеющихся и пер спективных станков и с учетом ряда факторов. В том числе при приобретении комплекта оборудования—тех нических характеристик, стоимости, универсальности, перспективности.
189
При выборе САП следует принимать во внимание: на личие соответствующей ЭВМ на заводе или возможность аренды машинного времени; простоту освоения языка САП; удобство эксплуатации: трудоемкость записи исход ной информации, расчета на ЭВМ и выявление ошибок записи; возможности развития; обеспеченность постпро цессорами.
Таким образом, при укомплектовании специальным оборудованием служб ПУ на предприятиях следует ис ходить из состава парка станков с ПУ, учитывая возмож ности отдельных звеньев комплекса оборудования, исполь зуемого при подготовке программ.
Если организационные проблемы первого этапа осна щения заводов оборудованием с ЧПУ вполне сформули рованы и во многих случаях имеются конкретные реко мендации по их решению, то опыт разрешения организа ционных затруднений на втором этапе еще ограничен.
Ведутся работы по объединению усилий специалистов разных отраслей в направлении автоматизации методов и совершенствования средств программирования для обо рудования с ЧПУ. Организационно можно считать это направление подсистемой комплексной системы автомати зации технологической подготовки производства и изго товления деталей.
ПРИЛОЖЕНИЯ