3.1.6. Неавтоматизированное программирование

Рис. 3.5. Принципы автоматизированного нового планирования с описанием детали

Неавтоматизированная подготовка программ осуществляется в ручном режиме и предполагает создание программы на перфоленте. Программа представляет собой набор команд, которые управляют перемещением инструмента на станке. Этапы ручного программирования представлены на рис. 3.8.

Первый шаг в программе состоит в разработке технологической карты на обработку детали. Основа карты - чертеж детали. Обрабатываемые поверхности классифицируются в группы по видам обработки. Последовательность обработки групп должна быть указана в технологической карте. Там же должны быть указаны технологические переходы, параметры шпинделей, усилия подач и характеристики времени обработки.

На следующем этапе создают эскиз программ. Эскиз программы отражает такие этапы, как описание детали по чертежу, крепление детали на приспособлении, ходы инструментов с характеристиками подачи, координаты точек перемещения инструмента. Вычисление координат этих точек осуществляется вручную на калькуляторе. Программист должен задать в программе ТПП инструмент и его характеристики, которые он может выбрать из каталога. Там же он может выбрать характеристики подачи и частот вращения. Перемещение инструмента задается перемещением его центра, поэтому необходимо точно рассчитывать значения смещения в программе.

Рис. 3.6. Взаимосвязь систем при автоматизированном изготовлении

Сверлильные и фрезерные станки с ЧПУ, как правило, имеют инструментальный магазин и смена в них инструмента происходит автоматически, поэтому программист должен указать место инструмента в магазине при описании его параметров.

После задания параметров установки детали, приспособления, характеристик инструмента, программист должен задать последовательность перемещений инструмента по детали.

В соответствии с технологической картой устанавливаются перечни операций, выполняемых на станках. Для каждого станка разрабатывается программа. Программа состоит из предложений, в которых указаны основные параметры процесса изготовления. Кодирование этой информации осуществляется по таблицам, на основе которых подготавливается перфолента. Верификация программ может быть проведена на графопостроителе или промоделирована на экране. В крайнем случае, проверку проводят на опытной заготовке.

Рис. 3.7. Этапы программирования для ЧПУ

3.1.7. Автоматизированное программирование

Автоматизация программирования для ЧПУ направлена на избавление программиста от рутинных задач и осуществляется с помощью ЭВМ. Для работы в автоматизированном режиме необходимо задать исходную информацию. Эта информация содержит сведения о процессе обработки и детали и оформляется в виде программы детали. Описание процесса обработки специфично для каждой системы программирования и определяется входным языком системы и языком программирования.

Автоматизированное программирование включает следующие этапы: подготовку программы детали, в которой сформулированы основные аспекты обработки; трансляцию программы с целью ее синтаксической проверки и ввода в ЭВМ; подготовку управляющих перфолент.

Эти этапы могут быть реализованы в автоматическом и диалоговом режимах. В диалоговом режиме программист может влиять на получение промежуточных результатов. Диалог может быть реализован при составлении программы детали; при трансляции этой программы; на всех этапах.

Рис. 3.8. Этапы пакетного программирования

Первые две возможности служат для устранения формальных ошибок ввода, третья возможность дает качественное улучшение общего результата путем непосредственной корректировки промежуточных результатов.

Развитие автоматизации программирования для ЧПУ идет в различных направлениях и определяется требуемыми целями: уровнем автоматизации, спектром деталей, условиями производства.

В существующих системах программирования различают два направления развития: использование специализированных и многоцелевых входных языков. Первое направление связано с развитием специализированных систем программирования, предназначенных для узких областей программирования и не подлежащих расширению. В настоящее время такие системы широко распространены, так как их реализация была наиболее трудоемкой. Специализация этих систем происходила по следующим аспектам: выбору вида обработки станка; использование простейшего калькулятора или мини-ЭВМ для программирования; разработке фирмой-изготовителем станков с ЧПУ сложности входного языка.

Такие системы дают хорошие результаты в конкретной области, так как при этом максимально учитываются технологические возможности станка, уменьшается ввод исходных данных.

Второе направление связано с развитием так называемых универсальных систем программирования, входные языки которых характеризуют следующие признаки: простота освоения входного языка; возможность программирования для различных станков; широкие возможности описания технологических аспектов в языке; универсальность относительно типа применяемой ЭВМ.

Простота освоения достигается проблемной ориентацией входного языка, словарь которого настроен на конкретную область производства.

Структуры предложений входного языка и их последовательность должны быть строго регламентированы и включать минимально возможное число вариантов. Кроме того, должна иметься возможность ввода данных с чертежа детали.

Отработка программы для ЧПУ осуществляется в два этапа: сначала проводят все основные вычисления и определения, а затем происходит настройка программы для применения на конкретном станке.

Поэтому в таких системах программирования различают основной процессор, который настраивает программу на станок с ЧПУ (рис. 3.9). Такая система программирования должна позволять добавление новых видов и методов обработки. Возможность автоматизации процесса технологических определений также должна быть учтена в системах программирования. Эта автоматизация может быть направлена на выбор последовательности технологических переходов; выбор инструмента; выбор режимов резания; выбор последовательности перемещений инструмента в процессе обработки.

Общие способы решения этих задач очень трудоемки, потому, как правило, их заменяют эвристическими алгоритмами на основе статистических опытных данных, хранящихся в памяти ЭВМ. В соответствии с рис. 3.9 система программирования реализует доступ к информации по определенному алгоритму.

Автоматизированное программирование на ЧПУ в предположении, что вид обработки и станок уже известны, осуществляется в следующей последовательности: выбор процесса обработки и крепления заготовки или детали; выбор инструмента; расчет режимов резания при полученных параметрах; расчет перемещений инструмента с учетом возможных столкновений с деталью или приспособлением; кодирование управляющей информации для станка.