24, Какие фазы предусмотрены в жизненном цикле изделия по стандарту step?

В автоматизированных производствах те виды интеграции, которые относят к области обработки на станках с ЧПУ, приобретают наибольшее значение. Интеграция этих систем осуществляется с применением единой информационной модели изделия в рамках его жизненного цикла - от компьютерного проектирования и компьютерного планирования до автоматизированной подготовки управляющих программ и изготовления изделия на станках с ЧПУ.

Подобная модель определена рамками комплекса стандартов STEP (Standard for the Exchange of Product model data).

В жизненном цикле изделия предусмотрены следующие фазы:

• STEP-проектирование CAD (Computer-Aided Design);

• макропланирование технологического процесса САРР (Computer-Aided Process Planning);

микропланирование операций САМ (Computer-Aided Manufacturing) и управление изготовлением NC (Numerical Control), которые существуют сегодня вне STEP.

25. Что описывает протокол ар224 фазы проектирования изделия?

Сущность протокола АР224 состоит в следующем. На уровне фазы разработки формируется некоторый полный набор информации для планирования (в следующей фазе) технологических маршрутов. Этот набор содержит в себе определение данных в терминах 3D-геометрии (прямые, дуги и т.д.) и в технологических терминах (карман, канавка, отверстие, закругление и др.). Полноту набора обеспечивает определение размеров и допусков, ассоциированных из 3D-образов, а также генерация другой важной информации, например, сведения о материале, шероховатости, параметрах закругления острых кромок и т.п.

Все спецификации представляют собой часть модели, причем под протоколом АР224 понимают и модель, и транслятор, который генерирует в формате АР224 производственные данные не только для отдельных деталей, но и для соединений. В составе транслятора есть система управления базой данных (СУБД). Проект также может быть выполнен в CAD-системе.

26. Какие задачи решаются на уровне макропланирования (протокол ар203)?

Производственные данные конструкторского проекта обрабатывают в формате АР213 в форме технологического маршрута для станков с ЧПУ.

На уровне макропланирования решаются следующие задачи:

• разрабатывается схема маршрутизации (осуществляется распределение операций маршрута по станкам);

• составляются спецификации материалов, которые обобщают маршрутную информацию;

• формулируются требования к инструментальному обеспечению;

• выбираются, заказываются или изготовляются необходимые приспособления и инструменты;

• определяются нормы времени для каждого перехода;

• составляются инструкции оператору.

27. Что предусмотрено стандартом step в фазе микропланирования?

Стратегия фазы микропланирования заключается в том, чтобы принять информацию в формате АР213, выстроенную как стабильная модель для стандартного входа в САМ-систему.

САМ-система выполняет микропланирование в формате АР238 на основе стандарта STEP-NC для каждого станка из тех, которые определены маршрутом операций. При этом САМ-системы проецируют траектории инструментов и постпроцессируют (переводят) их в формат кода ISO-7bit так, чтобы обеспечить совместимость с конкретной системой ЧПУ. Кроме того, разрабатываются схемы установок и коррекции инструментов, а также подробные инструкции оператору.

28. Что предусмотрено стандартом STEP в фазе изготовления изделия?

Фаза изготовления, как переход CAM-NC, пока не реализована. Для прямого использования инструкций STEP AP238 должны быть разработаны системы ЧПУ очередного поколения, которые смогут воспринимать формат STEP-NC вместо языка ISO-7bit (ISO 6983).

29. Чем отличается новый стандарт программирования ЧПУ ISO 14649 от прежнего ISO 6983?

В отличие от существующего стандарта ISO 6983, стандарт STEP-NC (ISO 14649) позволяет создавать двусторонний обмен информацией. Он предлагает модель того, что нужно сделать, а не детали того, как осуществлять траекторные перемещения и выполнять команды логических переключений.

Согласно новому стандарту ISO 14649 модель представляет процесс получения изделия из заготовки путем удаления типичных форм (features), а также условного или безусловного выполнения ассоциированных с типичными формами переходов (workingsteps). Удаления осуществляется в потоке управления, который задается исполняемыми блоками (executables). При этом используемый инструмент отвечает всем необходимым требованиям и обеспечивает необходимое качество обработки.

30. Какие компоненты функциональности устанавливает стандарт ISO 14649 для управляющей программы?

Стандарт ISO 14649 устанавливает ряд компонентов функциональности UOF (Units of Functionality):

• проект (project);

• изделие (workpiece);

• типовая форма (feature);

• исполняемый блок (executable);

• переход (operation);

• траектория инструмента (toolpath);

• измерение (measures).

Отношения между компонентами показаны на рисунке 1.18 в виде упрощенной графической версии объектно-ориентированного языка EXPRESS, который служит средством описания всех прикладных протоколов STEP.

31. Существуют три типа исполняемых объектов: план операции (workplan), функция ЧПУ (NCfunction) и шаг операции (workingstep). Что они описывают?

Шаг операции workingstep описывает процессы, в которые привлечены интерполируемые координатные оси. В отличие от этого функции ЧПУ (NC function) сопоставлены единичным событиям и с интерполяцией не связаны. Шаг операции workingstep является важнейшим строительным блоком управляющей программы ЧПУ стандарта STEP-NC ІSO 14649.

Ядро модели STEP-NC представляет собой план операций (workplans), то есть последовательность исполняемых объектов (executables).

План операции объединяет исполняемые блоки. Один из исполняемых блоков содержит структуру программы. Для того чтобы изменить последовательность операций, довольно внести изменения лишь в этот блок.

32. Что включает в себя структура управляющей программы по стандарту ISO 14649?

Рисунок 1.21 - Структура управляющей программы для станков с ЧПУ

33. В связи с чем возникли предложения по использованию в управляющих программах ЧПУ языков EXPRESS и XML?

Нужно иметь в виду, что синтаксис ISO 10303-21 (STEP часть 21 - кодирование в текстовой форме) не допускает расширений и не предусматривает использования гипертекстовых механизмов. В связи с этим возникли предложения по использованию в управляющих программах ЧПУ языков EXPRESS и XML.

34, В чем отличие трех моделей ЧПУ SINUMERIK?

Системы ЧПУ фирмы SIEMENS имеют модульную конструкцию и большой набор компонентов для реализации любой конфигурации. Подробная информация о параметрах систем ЧПУ и их основных компонентах приведена в русскоязычном каталоге NC 60-2002, а также на сайте www.siemens.ua/mc.

Система содержит в себе три базовых комплекта, которые отличаются, главным образом, количеством управляемых осей и набором реализованных функций: SINUMERIK 802 c модификациями S, C, D, а также SINUMERIK 810D и SINUMERIK 840D.

35, Для чего предназначены и как устроены системы SINUMERIK 802?

Системы SINUMERIK 802 предназначены для токарных, фрезерных, сверлильных и шлифовальных станков. Пример схемы подключения системы SINUMERIK 802C приведен на рисунке 2.1.

В системах SINUMERIK 802 количество одновременно интерполируемых осей не превышает трех, а общее количество управляемых осей - пяти. Привод шпинделя может управляться по скорости или положению.

Обработка сигналов датчиков положения осей в SINUMERIK 802S/802C выполняется в модуле системы ЧПУ, а в SINUMERIK 802D - в цифровых модулях привода SIMODRIVE 611 E (universal).

Ограничение движения по координатам обеспечивается с помощью аппаратных и программных конечных выключателей. Аппаратные бесконтактные конечные выключатели устанавливаются для исключения аварий при работе на ускоренном движении и при движении с рабочей подачей. Для уменьшения зоны перемещений могут быть установлены программные выключатели быстрого и рабочего хода.

Предусмотрена также функция “Наезд на твердый упор”, которая необходима, например, для фиксации задней бабки при зажиме детали в центрах.

Погрешность ходового винта или измерительной системы может быть компенсирована по таблице компенсаций, составленной по результатам измерений фактических отклонений.

36, Чем отличаются системы SINUMERIK 840D от систем SINUMERIK 802?

Системы SINUMERIK 840D оснащены более мощными процессорными модулями и обеспечивают значительное расширение функций ЧПУ. В этих системах количество управляемых осей увеличено до 30, вычислительная мощность процессорного модуля разрешает работать с одновременной интерполяцией траектории движения по 12 осям.

37, В каком порядке конфигурируется система SINUMERIK с конфигуратором NCSD?

Для формирования комплекта аппаратных и программных средств системы ЧПУ SINUMERIK фирма SIEMENS предлагает применять конфигуратор NCSD, который представляет собой универсальную программу по интерактивным каталогом продукции фирмы. При запуске программы устанавливается меню для выбора средств и “дерево” проекта.

Процесс проектирования начинается из выбора базового комплекта - SINUMERIK 802, SINUMERIK 810 или SINUMERIK 840. Дальше с учетом необходимой производительности выбирается тип центрального процессора ЧПУ. Проверка выбранного процессора осуществляется по количеству управляемых осей координат.

После процессора выбирается панель оператора. При этом учитываются требования к характеру и содержанию информации, которая должна выводиться оператору и вводится оператором. Система может быть снабжена разными панелями. Далее конфигуратор предлагает дополнительные средства управления и модули расширения: контроллеры SIMATIC S7, модули ввода-вывода SM, модули позиционирования FM, блоки питания и другое дополнительное оборудование.

Важнейшим этапом этого процесса является выбор электродвигателей для станка.

Двигатели представлены рядом каталогов: серводвигатели 1FT, 1FK, линейные двигатели 1FN, шаговые двигатели 1FL, двигатели для привода главного движения (шпинделя) 1PM, 1PH, 1FE.

Для выбора двигателя конфигуратор предоставляет пользователю их описание, технические данные и характеристики, конструктивное выполнение, наличие тормоза, степень защиты и направление вывода кабеля. Здесь же можно выбрать модули питания, управляющие модули и преобразователи.

Модули питания E/R для SIMODRIVE 611 необходимы в следующих случаях:

• высокие динамические требования к приводам станков;

• частые циклы торможения и высокая энергия торможения;

• выдвигаются требования оптимизации эксплуатационных затрат.

Для обеспечения взаимодействия с внешними устройствами предлагается модульная станция ввода-вывода ET 200M со степенью защиты IP 20. В ее составе могут использоваться сигнальные, функциональные и коммуникационные модули программируемых контроллеров S7-300. Станции ET 200M имеют широкие возможности в применении благодаря наличию модулей ввода и вывода с расширенным набором диагностических функций, модулей, которые поддерживают HART-протокол, Для определения положения суппорта при поперечном перемещении рекомендуется использовать измерительную линейку HEIDENHAIN LB 382up, которая позволяет точно определить местонахождение суппорта.