2872

САПР управляющих программ

Книга

Информатика, кибернетика и программирование

Основным направлением развития технологических процессов в металлообработке в настоящее время является повышение производительности и гибкости. Это объясняется тем, что значительно растет номенклатура деталей в мелко- и среднесерийном производстве, ...

Русский

2012-10-20

2.55 MB

639 чел.

Основным направлением развития технологических процессов в металлообработке в настоящее время является повышение производительности и гибкости. Это объясняется тем, что значительно растет номенклатура деталей в мелко- и среднесерийном производстве, и поэтому необходимо автоматизировать эти производства. Этого можно достигнуть путем широкого применения станков с ЧПУ, в том числе многоцелевых, а также гибких производственных систем (ГПС). Современные достижения микроэлектроники способствуют быстрому развитию этого направления в станкостроении.

Станки с ЧПУ обеспечивают высокую автоматизацию процесса обработки, малые затраты времени на переналадку даже при небольших партиях деталей, и высокое качество обработки этих деталей.

Современные станки с ЧПУ оснащают контурными системами управления, что позволяет обрабатывать профильные поверхности. Значительно возросло число управляемых координат (до шести и более), в результате стало возможным изготовление весьма сложных деталей. Программы обработки у многих станков с ЧПУ составляются прямо у станка, что упрощает их переналадку при переходе на обработку других деталей. Увеличиваются мощности главных приводов и приводов подач, повышается динамическая устойчивость станков. Станки снабжаются устройствами для автоматической смены инструментов и заготовок. Идет процесс оснащения станков датчиками для контроля над технологическим процессом, позволяющим обнаружить неполадки и оптимизировать режимы резания.

На токарных станках обеспечивается контурное управление по четырем координатам; внедряются станки с инструментальными головками, имеющими свой привод. Появление токарных многоцелевых станков обеспечивает изготовление сложных деталей за одну установку.

Применение станков с ЧПУ в сочетании с роботами позволяет обеспечить полностью автоматизированное изготовление деталей в ГПС, управляемые от ЭВМ,.а также организовать  обработку деталей по «безлюдной» технологии без участия оператора.

Режущий и вспомогательный инструмент, средства предварительной настройки инструмента вне станка и системы инструментального обеспечения играют важную роль в достижении высокой экономической эффективности дорогостоящего оборудования с ЧПУ.

Техническое перевооружение производства требует разработки многочисленных систем автоматизированного проектирования различных этапов технологической подготовки производства, в первую очередь технологических процессов обработки, затем вытекающих из них этапов проектирования специальных режущих, измерительных, вспомогательных инструментов, приспособлений, а также определения планово – экономических показателей обработки.

Переоснащение машиностроительных заводов новым оборудованием (как настроенными станками, так и станками с ЧПУ, в том числе и управляемых от ЭВМ) поставило перед технологическими службами заводов и институтов задачи автоматизации проектных работ в области ТПП с широким охватом как ранее решенных, так и новых алгоритмов проектирования маршрутных описаний технологических процессов, отдельных операций, операционных описаний процессов (групповых и единичных), инструментов (режущих, измерительных и вспомогательных), приспособлений, станков, роботов и автоматизированных систем управления ими.

К настоящему времени можно отиметить два направления применения средств вычислительной техники в машиностроении: автоматизация производственных процессов и автоматизации инженерного труда. Первое направление – это оборудование с ЧПУ, гибкие производственные комплексы и системы, автоматизированные системы управления технологическими процессами и производством. Второе – САПР для разработки технологических процессов, управляющих программ для оборудования с ЧПУ и др. Это многообразие решаемых задач можно разбить по виду выходного информационного материала на два типа:

  1. машинная печать и тиражирование различной технологической документации в рамках требований ГОСТов, ЕСКД и т. д., то есть чертежей, графиков, различных карт технологических процессов и другой документации, выполненной с разной степенью точности и глубины проработки. Это порождает большое разнообразие разрабатываемых САПР ТПП;
  2. запись управляющих программ на различных программоносителях (картриджи), необходимых для оборудования с ЧПУ, включая и управляемого на ЭВМ, а также непосредственную передачу этих программ на оборудование с ЧПУ.            

1. Числовое программное управление (Ч П У)

1.1. Устройство станков с ЧПУ

1.1.1. Движение исполнительных органов станка

Для обработки заготовок на станках с ЧПУ, также как и на универсальных станках, необходимо сообщить режущему инструменту и заготовке определенный, как правило достаточно сложный, комплекс согласованных друг с другом движений. Эти движения подразделяются на основные (рабочие) и вспомогательные.

Основные движения – это движения исполнительных органов станка, благодаря которым непосредственно осуществляется процесс снятия стружки режущим инструментом с обрабатываемой заготовки. К основным движениям относятся главное движение и движение подач.

Главное движение обусловливает скорость процесса резания. Оно определяется как прямолинейное поступательное или вращательное движение заготовки, происходящее с наибольшей скоростью в процессе резания. При токарной обработке таким движением является вращательное движение заготовки. При фрезерной обработке, а также при сверлильной и расточной работах - вращательное движение режущего инструмента.

Движение подач обусловливает величину, скорость и характер взаимного перемещения инструмента и заготовки, предназначенного для того, чтобы распространить отделение срезаемого слоя материала на всю обрабатываемую поверхность заготовки. Движение подач может быть прямолинейным или по дуге, непрерывным или прерывистым, и оно всегда имеет скорость меньшую, чем главное движение. При токарной обработке движением подач являются перемещения суппорта с режущим инструментом. При фрезерной обработке и расточной работе – перемещения рабочего стола с заготовкой, при сверлильной работе – перемещения пиноли и т.п.

Вспомогательные движения – это движения исполнительных органов станка и приспособлений, необходимые для подготовки процесса резания. К ним относятся движения, связанные с транспортировкой и закреплением заготовки, подводом и отводом режущего инструмента и т. п.

Количество, характер и направления перемещений исполнительных органов при движении подач у станков с ЧПУ и универсальных станков, как правило, совпадают. Например, токарные станки с ЧПУ (см. рис. 1-А), так же как и универсальные токарные станки, имеют движение подач как минимум по двум направлениям в виде прямолинейных перемещений исполнительных органов (показаны на рисунке жирными стрелками).

Рис. 1-А. Направления движений подач токарного станка с ЧПУ

Фрезерные станки с ЧПУ, так же как и универсальные фрезерные станки, имеют движение подач не менее чем по трем направлениям в виде прямолинейных перемещений исполнительных органов (см. рис. 1-Б).

Рис. 1-Б. Направления движений подач фрезерного станка с ЧПУ

В более сложных модификациях фрезерных станков помимо прямолинейных перемещений исполнительных органов добавляются еще и круговые перемещения, совершаемые вокруг осей прямолинейных перемещений (см. рис. 1-В). Число дополнительных круговых перемещений может быть различным, в зависимости от сложности станка. Чаще всего число круговых перемещений не превышает трех.

Рис. 1-В. Дополнительные круговые направления движения подач

фрезерного станка с ЧПУ

1.1.2.  Системы координат станков с ЧПУ

Обработка заготовки на станке с ЧПУ выполняется по командам управляющей программы, которые в числовой форме задают величины отдельных перемещений исполнительных органов. Поэтому функционирование станка с ЧПУ в принципе невозможно без использования определенной системы координат, с помощью которой устанавливаются пространственные координаты любой точки в пределах рабочей зоны станка.

В станках с ЧПУ наиболее часто используются системы координат двух видов:

  1. прямоугольная.
  2. полярная.

Прямоугольная система координат

Прямоугольная система координат является наиболее распространенной системой координат для станков с ЧПУ. Она содержит либо две оси координат (двухмерная система) - для определения положения точек на плоскости, либо три оси (трехмерная система) - для определения положения точек в пространстве.

Для прямоугольной системы координат характерны следующие признаки:

  1. координатные оси располагаются взаимно перпендикулярно;
  2. координатные оси имеют общую точку пересечения (начало отсчета координат);
  3. координатные оси имеют одинаковый геометрический масштаб.

В прямоугольной системе координат на плоскости положение всех точек, лежащих на данной плоскости, описывается двумя координатами. На рис. 1.1 изображена такая система координат с осями координат X и Y. Расстояние до оси Y определяется как координата X, а расстояние до оси X как координата Y. Значения координат точек на плоскости могут иметь как положительные, так и отрицательные значения. Данная система координат широко применяется в токарных станках с ЧПУ и при обработке листовых материалов.

Рис. 1.1. Прямоугольная система координат на плоскости XY

Пример обозначений координат указанных на рисунке точек:

P1: X = 80, Y = 40;  P2: X =80, Y = 70;  P3: X =50, Y =40;  P4: X = 40, Y = 70.

С помощью пространственной прямоугольной системы координат описывается положение любых точек в геометрическом пространстве. Для определения положения любой точки в пространстве необходимо знать ее координаты по трем осям - X, Y и Z (рис. 1.2). Как и в случае с плоской системой координат, значения координат точек в пространстве могут иметь как положительные, так и отрицательные значения. Данная система координат позволяет описывать все точки рабочего пространства станка независимо от расположения заготовки и применяется во фрезерных, сверлильных и расточных станках с ЧПУ.

Рис. 1.2. Пространственная прямоугольная система координат

Пример обозначений координат указанных на рисунке точек:

P1: X = 30, Y = 20, Z = 0;  P2: X= 30, Y = 0, Z =10.

Принятая для станков с ЧПУ пространственная прямоугольная система координат имеет определенную ориентацию координатных осей друг относительно друга. Эта ориентацию подчиняется правилу правой руки (см. рис. 1.3), при которой пальцы правой руки указывают положительное направление каждой оси. Поэтому данная система координат получила название правой системы.

Рис. 1.3. Правило правой руки

 

Полярная система координат

Если обрабатываемый контур представляет собой ломаную линию, то с помощью прямоугольной системы координат можно легко задать все характерные точки его профиля. Однако ситуация меняется, если необходимо, например, выполнить на плоскости сверление группы отверстий, расположенных по окружности (см. рис. 1.4). Если для отверстия 1 координаты расположения его оси в прямоугольной системе координат можно рассчитать достаточно просто, то расчет расположения осей для всех других отверстий будет гораздо более трудоемким.

Рис. 1.4. Деталь с группой отверстий, расположенных по окружности

В этом случае вычисления удобнее выполнять в полярной системе координат (см. рис. 25 и рис. 26). В полярной системе координат положение точки на плоскости определяется расстоянием (радиусом) r от точки до начала координат и углом  между определенной осью координат и радиусом, проведенным в точку из начала координат. Как правило, в полярной системе координат на плоскости XY угол  указывается от оси X. Угол  может иметь как положительное, так и отрицательное значение. Положительное значение – если он отложен в направлении противоположном движению часовой стрелки от области положительных значений координат по оси X (рис. 1.5–А); отрицательное значение – если он отложен в направлении по ходу движения часовой стрелки от области положительных значений координат по оси X (рис. 1.5–Б).

А)                                                                        Б)

Рис. 1.5. Положительное (А) и отрицательное (Б) значения угла

в полярной системе координат.

 Дополнительные поворотные оси координат

Несмотря на то что с помощью 3-х координатной прямоугольной системы координат описывается положение любых точек в геометрическом пространстве, в современной механообработке часто возникает необходимость в изготовлении столь сложных поверхностей, что их невозможно изготовить на станке, используя перемещение исполнительных органов только по трем осям координат.

В таких ситуациях используют пространственную прямоугольную систему координат с дополнительными осями координат. Дополнительные оси координат являются поворотными осями, которые располагаются вокруг основных линейных осей X, Y и Z (см. рис. 1.6). Ось вращения вокруг оси X обозначается как ось А, ось вращения вокруг оси Y – как ось В, ось вращения вокруг оси Z – как ось С.

Координаты по поворотным осям также могут иметь как положительные, так и отрицательные значения. За положительное направление (от «минуса» к «плюсу») поворотной координатной оси принимается направление по часовой стрелке, если смотреть на ось вращения в положительном направлении соответствующей ей линейной оси.

Рис. 1.6. Прямоугольная система координат с дополнительными поворотными осями.

Прямоугольную систему координат с дополнительными поворотными осями можно также представить также как пространственную полярную систему координат (см. рис. 1.7).

Рис. 1.7. Пространственная полярная система координат

1.1.3. Направления движения исполнительных органов станков с ЧПУ

Координатная система станка с ЧПУ

Для станков с ЧПУ принята единая система координат, рекомендуемая Международной организацией по стандартизации (ISO), – прямоугольная система координат. Число координатных осей, их расположение в пространстве и начало отсчета (нулевая точка станка) устанавливаются производителем станка и не подлежит изменению пользователем (см. рис. 29). Система координат станка является основной расчетной системой для ЧПУ, в которой определяются предельные перемещения, начальные и текущие положения исполнительных органов станка.  

Для удобства программирования процесса обработки в станках с ЧПУ принято координатные оси всегда ориентировать параллельно направляющим станка. В зависимости от типа станка расположение осей координат в пространстве может быть различным, но существуют следующие общие правила.

1. Ось Z всегда совмещена с осью вращения шпинделя. Ее положительное направление всегда совпадает с направлением перемещения от устройства для крепления заготовки к режущему инструменту.

2. Если в системе координат станка имеется хотя бы одна ось, расположенная горизонтально и не совпадающая с осью вращения шпинделя, то это будет обязательно ось X.

3. Если ось Z расположена горизонтально, то положительным направлением оси X считается направление перемещения вправо, если встать лицом к левому – относительно передней плоскости – торцу станка. (Передняя плоскость станка – сторона, с которой располагаются пульт и основные органы управления станком).

4. Если ось Z расположена вертикально, то положительным направлением оси X считается направление перемещения вправо, если встать лицом к передней плоскости станка.

5. Положительное направление оси Y определяется по одному из следующих правил:

– Смотря вдоль оси Z в положительном направлении, мысленно повернуть ось X на 90° по часовой стрелке вокруг оси Z.

– Правило правой руки: если мысленно поместить ладонь правой руки в начало координат таким образом, чтобы ось Z выходила из ладони перпендикулярно ей, а отогнутый под углом 90° к ладони большой палец показывал положительное направление оси X, то указательный палец будет показывать положительное направление оси Y.

Координатная система заготовки

Система координат заготовки задается технологом или программистом при разработке технологии изготовления детали на станке с ЧПУ (см. рис. 1.8). Исходная точка, от которой система ЧПУ отсчитывает перемещения исполнительных органов станка при обработке заготовки по управляющей программе, называется нулевой точкой заготовки. Нулевая точка заготовки не имеет постоянных координат. Каждый раз при изменении конфигурации и размеров детали нулевая точка заготовки назначается заново – в зависимости от конфигурации детали, технологии обработки и удобства наладки станка.

А)                                                       Б)

Рис. 1.8. Системы координат станка (А) и заготовки (Б).

Рекомендуемая система координат заготовки при фрезерной обработке

Широкие возможности фрезерной обработки на станках с ЧПУ позволяют использовать самые разные системы координат заготовки. Исходя из особенностей конструкции фрезерных станков и собственно процесса фрезерования, обычно рекомендуется следующая координатная система, в равной степени удобная для программирования и обработки.

Эта система координат заготовки представляет собой прямоугольную координатную систему с осями XYZ (см. рис. 1.9). Ось Z данной системы совпадает с осью главного рабочего шпинделя фрезерного станка, при этом положительным направлением оси является направление от заготовки к месту зажима инструмента в шпинделе.

Если заготовка имеет в плане прямоугольную форму, то оси X и Y совпадают со сторонами заготовки. Если заготовка имеет в плане форму, отличную от прямоугольной, то либо ось X, либо ось Y располагают по одной из сторон заготовки. При этом если смотреть со стороны передней плоскости станка, положительное направление оси X идет слева направо, а оси Y – от передней плоскости станка.

В качестве начала отсчета системы координат заготовки (нулевой точки заготовки) для облегчения расчета координат при составлении программы обычно выбирается точка на одном из наружных углов контура заготовки.

Рис. 1.9. Рекомендуемая система координат заготовки при фрезерной обработке

Рекомендуемая система координат заготовки при токарной обработке

Для токарной обработки на станке с ЧПУ наиболее распространенной является плоская прямоугольная система координат заготовки, оси которой обычно называются X и Z. В этой системе осью Z является ось главного шпинделя станка, при этом положительным направлением оси Z является направление от места крепления заготовки в шпинделе к режущему инструменту. Ось X расположена перпендикулярно оси Z, а ее положительное направление зависит от положения инструмента относительно оси Z (см. рис. 1.10). Но в любом случае положительным направлением оси X является перемещение, при котором инструмент отдаляется от заготовки.

                       

А)                                                                                             Б)

Рис. 1.10. Система координат заготовки при токарной обработке, в которой инструмент направлен к оси вращения от лицевой плоскости станка (А), и в которой инструмент направлен к оси вращения в сторону лицевой плоскости станка (Б).

1.1.4. Положение и обозначение координатных осей в станках с ЧПУ

 По технологическим признакам и возможностям станки с ЧПУ классифицируются по группам так же, как универсальные станки. При этом в зависимости от компоновки станка с ЧПУ меняется вид и пространственное расположение его системы координат.

Для фрезерных станков с ЧПУ используется пространственная координатная система, как правило, прямоугольная. Определяющим фактором для пространственного расположения осей координатной системы является ориентация в пространстве оси рабочего шпинделя. Ось шпинделя фрезерного станка всегда совпадает с осью Z. Положительным направлением оси Z является направление от места крепления заготовки на рабочем столе к месту крепления режущего инструмента в шпинделе. Если ось Z (ось шпинделя) расположена вертикально, то такой станок является вертикально-фрезерным станком, если ось Z расположена горизонтально, то - горизонтально-фрезерным станком.

Пространственное расположение и положительное направление двух других основных осей координат X и Y определяется в соответствии с «правилом правой руки» (см.1.3). Если система координат фрезерного станка с ЧПУ содержит больше трех осей, то расположение дополнительных осей координат  определяется расположением основных осей (см. рис. 1.6).   

               

А)                                                                       Б)

Рис. 1.11. Система координат вертикально-фрезерного станка (А)

и горизонтально-фрезерного станка (Б).

Для токарных станков с ЧПУ наиболее распространенной является плоская прямоугольная система координат с осями Z и X. Как и в случае с фрезерными станками определяющим фактором для пространственного расположения осей координатной системы является ориентация в пространстве оси рабочего шпинделя, которая всегда совпадает с осью Z. Положительным направлением оси Z является направление от места крепления заготовки в шпинделе к режущему инструменту. Ось X расположена перпендикулярно оси Z, при этом положительное направление оси X совпадает с направлением перемещения, при котором инструмент отдаляется от заготовки (см. рис. 1.12).

    

А)                                                                     Б)

Рис. 1.12. . Система координат токарного станка с горизонтальным (А) и вертикальным (Б) расположением шпинделя.

 

Если рабочий шпиндель токарного станка с ЧПУ управляется с помощью управляющей программы, то к двум линейным осям координат Z и X добавляется еще одна координатная ось – ось вращения C (см. рис. 1.13).

Рис. 1.13. Система координат токарного станка с программно управляемым шпинделем.

Направления перемещений в станках с ЧПУ

Обработка резанием на станке осуществляется в процессе взаимного перемещения режущего инструмента и заготовки относительно друг друга. Количество перемещений, совершаемых инструментом и заготовкой, и их направления в пространстве в каждом конкретном случае зависят от вида обработки и конструкции станка. Например, при обработке на вертикально-фрезерном станке заготовка в реальности выполняет перемещения по горизонтальной оси X и вертикальной оси Z, а инструмент – по горизонтальной оси Y. При обработке на горизонтально-фрезерном станке заготовка выполняет перемещения по горизонтальной оси X и вертикальной оси Y, а инструмент - по горизонтальной оси Z. В результате, описания перемещений исполнительных органов для станков разной конструкции  при обработке одной и той же заготовки имеют разный вид.

Чтобы описание направления и вида перемещений исполнительных органов станка имело одинаковый вид для станков разных конструкций, принято универсальное правило для станков с ЧПУ: считается, что в процессе обработки все перемещения совершает только инструмент, а заготовка остается неподвижной.

Для станков с ЧПУ принято еще одно универсальное правило, касающееся направления перемещений исполнительных органов. Это правило, в отличие от первого носит не обязательный, а рекомендательный характер: желательно координатные системы станка и заготовки согласовать между собой таким образом, чтобы как можно большее количество осей координат закрепленной на станке заготовки совпадало или было параллельно координатной системе станка. Обычно в этом случае трудоемкость составления управляющей программы является минимальной, т. к. при составлении программы используются уже имеющиеся на чертеже координаты точек заготовки. В свою очередь минимизация и упрощение управляющей программы ведет к уменьшению вероятности появления ошибки, допущенной при составлении программы.

В современных станках с ЧПУ применяются два способа отсчета перемещений исполнительных органов станка – в абсолютной и относительной системах координат.

В абсолютной системе координат все перемещения, выполняемые станком, задаются в такой системе координат, начало отсчета которой остается неизменным при всех перемещениях (см. рис. 38). В качестве неизменного (фиксированного) начала координат заранее выбирается некоторая точка в пространстве, лежащая в области перемещений исполнительных органов станка. Как правило, в этом качестве выбирается нулевая точка заготовки.

В относительной системе координат каждое перемещение исполнительных органов станка задается относительно конечной точки последнего перемещения, т. е. задается в приращениях (см. рис. 1.14).

                   

А)                                                                                       Б)

Рис. 1.14. Отсчет перемещений в абсолютной (А) и относительной системе координат.

Более распространенным является способ отсчета перемещений в абсолютной системе координат. Это обусловлено тем, что в общем случае он имеет ряд преимуществ, а именно:

  1.  расчеты в абсолютной системе координат менее сложны и требуют менее высокой квалификации оператора;
  2.  указание от одного и того же начала координат пути, пройденного режущим инструментом, позволяет проще отслеживать этапы реализации управляющей программы;
  3.  ошибка при программировании в абсолютной системе координат приводит к неправильному назначению координат только одной точки, тогда как в результате ошибки при назначении относительных координат ошибочным будет не только конкретное неправильно заданное перемещение, но и все последующие за ним перемещения;
  4.  изменения в перемещения, вносимые при доработке изделия или программы, не влияют на последующие перемещения;
  5.  погрешности изготовления и измерения, лежащие в пределах допустимых, не накапливаются (не суммируются).

Тем не менее назначение перемещений в относительной системе координат в ряде случаев может оказаться более удобным для программирования, например в случае выполнения целого ряда перемещений, каждое из которых задано на чертеже в приращениях относительно предыдущего.

1.1.5. Нулевые и исходные точки станков с ЧПУ

При работе на универсальных станках с ручным управлением требуемые размеры изготавливаемых деталей достигаются, как правило, путем обработки заготовки относительно ее базовых поверхностей. На станках с ЧПУ требуемые размеры деталей достигаются путем обработки заготовки относительно начала отсчета выбранной по определенным соображениям системы координат.

Фактически, при работе на станке с ЧПУ приходится иметь дело не с одной, а одновременно с несколькими системами координат, важнейшими из которых являются следующие три:

1. Координатная система станка. Система координат станка является главной расчетной системой, в рамках которой определяются предельные перемещения исполнительных органов станка, а также их исходные и текущие положения. У различных станков с ЧПУ в зависимости от их типа и модели координатные системы располагаются по-разному. Начало отсчета этой системы координат находится в определенной производителем станка точке и не подлежит изменению пользователем. Точка, представляющая собой начало отсчета координатной системы станка, называется нулем станка или нулевой точкой станка.

2. Координатная система детали. Система координат детали является главной системой для программирования обработки и назначается чертежом или эскизом технологической документации. Она имеет свои оси координат и свое начало отсчета, относительно которого определены все размеры детали и задаются координаты всех опорных точек контуров детали. Опорными точками в этом случае считаются точки начала, конца и пересечения или касания геометрических элементов детали, которые образуют ее контур и влияют на траекторию инструмента на технологических переходах. Точка начала отсчета координатной системы детали называется нулем детали или нулевой точкой детали.

3. Координатная система инструмента. Система координат инструмента предназначена для задания положения его режущей части относительно державки в момент обработки. Началом отсчета координатной системы инструмента является точка, от которой начинается запрограммированное перемещение рабочего инструмента. Эта точка называется нулем инструмента или нулем обработки. Как правило, координаты нуля обработки задаются в координатной системе детали, но при этом координаты нуля обработки могут не совпадать с нулем детали.

При разработке технологического процесса обработки детали на станке с ЧПУ необходимо определить исходную точку перемещений, с которой начинается выполнение команд управляющей программы.  Наиболее желательно такое расположение исходной точки перемещений, при котором она совпадает с нулем инструмента, а координатные оси детали и станка параллельны друг другу. В этом случае процесс программирования траекторий перемещения исполнительных органов станка значительно упрощается и, следовательно, снижается вероятность появления ошибок в управляющей программе.

Нулевые и исходные точки основных систем координат, используемых при работе на станках с ЧПУ, как правило, имеют специальные обозначения, с помощью которых указывается их расположение на пульте станка или на эскизах технологической документации. Эти обозначения  обычно состоят из пиктограммы и прописной буквы латинского алфавита. К сожалению, в отечественных государственных стандартах эти обозначения не определены. Существует лишь несколько отраслевых стандартов (например, в авиационной промышленности), но они плохо согласуются между собой.

В отечественной технической литературе по ЧПУ у разных авторов нулевые точки основных систем координат обозначены  по-разному – в зависимости от того, какую систему ЧПУ они принимали за основу. Поэтому специалисту надо быть готовым к тому, что он встретит на пульте станка или в документации непривычную для себя систему условных обозначений. В данном учебном пособии принята система, принятая в Германии, которая является европейским лидером по станкам с ЧПУ (см. табл. 1.1).

В связи с тем, что нет общепринятой системы условных обозначений и их расшифровки, в приведенной таблице для некоторых обозначений дается не одно значение, а два наиболее распространенных.

Таблица 1.1.

Пиктограмма

Буквенное

обозначение

Значение

M

Нулевая точка станка (нуль станка, машинная нулевая точка)

R

Исходная точка станка (относительная нулевая точка)

W

Нулевая точка заготовки (нулевая точка детали)

E

Нулевая точка инструмента (исходная точка инструмента)

B

Точка установки инструмента

N

Точка смены инструмента

Нулевая точка станка M

Нулевая точка станка M является исходной точкой системы координат, относящейся к данному станку. Положение этой точки на станке устанавливается производителем и не подлежит изменению. Обычно точку М совмещают с базовой точкой исполнительного органа, несущего заготовку, находящегося в положении, при котором все перемещения исполнительных органов будут находиться в области  положительных значений координат.

    Как правило, у токарных станков точка М располагается на оси вращения шпинделя на его базовом торце; у вертикально-фрезерных станков – на левом углу рабочего стола с лицевой стороны станка.

          

А)                                                                   Б)

Рис. 1.15.. Расположение нулевых точек на токарном (А)

и на вертикально-фрезерном (Б) станке с ЧПУ

Исходная точка станка R

Исходная точка станка R используется для контроля над перемещениями исполнительных органов станка при отсчете перемещений в приращениях (в относительной системе координат). Координаты точки R имеют постоянное значение относительно точки М, при этом положение точки R по каждой оси координат фиксируется датчиком и учитывается управляющей программой. С помощью точки R устанавливается связь между нулевой точкой станка М и точкой автоматического выхода  в нуль следящих приводов подач после каждого включения и выключения питания на станке. После включения питания на станке для калибровки системы отсчета относительных перемещений необходимо по каждой оси координат вывести исполнительные органы в точку R.

Нулевая точка заготовки W

Нулевая точка заготовки W является началом системы координат заготовки. Ее расположение в системе координат станка назначается свободно, исходя из особенностей процесса обработки  данной заготовки. Из практических соображений обычно стремятся к совмещению точки W с началом отсчета размеров на чертеже. В этом случае при составлении управляющей программы можно использовать размерные данные непосредственно с чертежа.

    Например, при токарной обработке (рис. 1.16) точку W, как правило, назначают по оси вращения шпинделя по левому или правому торцу заготовки (в зависимости от относительного расположения инструмента). Расположение точки W в процессе обработки одной заготовки может меняться, если, например, заготовка обрабатывается с двух сторон.

  

Рис. 1.16. Расположение нулевой точки заготовки при работе на токарном станке с ЧПУ

Рис. 1.17.. Расположение нулевой точки заготовки при работе на фрезерном станке с ЧПУ

    На чертежах фрезерных деталей за базу при простановке размеров обычно принимается один из углов ее наружного контура. Этот же угол рекомендуется выбирать для назначения нулевой точки заготовки W при составлении управляющей программы для фрезерной обработки (см. рис. 1.17).

Нулевая точка инструмента E

Нулевая точка инструмента Е является базовой точкой элемента станка, несущего державку с инструментом. Положение этой точки на станке устанавливается производителем и не подлежит изменению. Обычно нулевая точка инструмента располагается:

  1. у токарных станков – на пересечении оси державки револьверной головки и торца револьверной головки;
  2. у фрезерных станков – на пересечении оси шпинделя и его торца.

При проведении наладки станка расположение вершины режущей части закрепленного в державке инструмента должно быть точно измерено или выставлено относительно нулевой точки инструмента. Вершина режущей части инструмента характеризуется радиусом закругления R и координатами расположения теоретической вершины P в координатной системе инструмента. Настройка инструмента производится либо на самом станке - обычно при помощи оптической измерительной системы, либо вне станка – при помощи специального приспособления для установки инструментов. При этом если настройка производится на самом станке, то данные измерений координат вершины режущей части инструмента заносятся автоматически в систему ЧПУ станка с помощью клавиш пульта управления.

Специальное приспособление для установки инструментов имеет такое же посадочное место для державки с инструментом и такую же базовую точку для инструмента, что и станок. Инструмент в сборе с державкой устанавливается в данном приспособлении, после чего производится измерение координат вершины режущей части инструмента. Затем данные измерений заносятся вручную в систему ЧПУ станка.

При настройке инструмента вне станка используются еще одна исходная точка, относящаяся к координатной системе инструмента. Это точка установки инструмента В.

Точка установки инструмента В является базовой точкой для инструмента в сборе с державкой (см. рис. 1.19 и рис. 1.20). Она используется в том случае, когда державка с инструментом не установлена на станке, например при наладочных работах вне станка. При установке державки с инструментом на станке точка В, как правило, совмещается с нулевой точкой инструмента Е.   

Рис. 1.19. Расположение точки установки инструмента на токарном станке с ЧПУ

Рис. 1.20. Расположение точки установки инструмента на фрезерном станке с ЧПУ

Точка cмены инструмента N

Точка cмены инструмента N является координатной точкой в рабочем пространстве станка, в которой происходит cмена одного инструмента на другой. В большинстве систем ЧПУ положение точки замены инструмента является переменной величиной и назначается при составлении управляющей программы.

1.1.6.. Установка нулевой точки заготовки на токарном станке с ЧПУ

Нулевая точка заготовки W при работе на токарном станке с ЧПУ обычно располагается на оси шпинделя на некотором удалении от нулевой точки станка М, то есть в системе координат токарного станка, как правило, Xw = 0. Величина смещения точки W относительно точки М по оси Z является в значительной степени произвольной и зависит во многом от квалификации разработчика программы. Желательно, чтобы нулевая точка заготовки была совмещена с нулевой точкой детали на чертеже. В этом случае можно непосредственно использовать указанные на чертеже размерные цепи при составлении управляющей программы.

Рис. 1.21. Установка нулевой точки заготовки на токарном станке с ЧПУ

    Расположение нулевой точки заготовки задается относительно нулевой точки станка М.

    Нуль токарного станка в стандартной системе координат располагается на оси вращения шпинделя на его базовом торце (рис. 1.21).

    Расстояние между нулем станка M и нулем заготовки W называется смещением нуля отсчета и обозначается как Zw. Численное значение смещения нуля отсчета должно быть обязательно учтено в управляющей программе.

Последовательность действий при установке нулевой точки заготовки

на токарном станке с ЧПУ

Предварительные условия для установки:

  1. геометрические размеры режущей части необходимых для обработки режущих инструментов измерены и учтены в управляющей программе;
  2. отобранные инструменты закреплены в зажимных устройствах револьверной головки и выставлены в поперечном направлении;
  3. вылеты инструментов относительно револьверной головки измерены и учтены в управляющей программе;
  4. заготовка должным образом закреплена в шпинделе.
  5. Убедиться, что при повороте револьверной головки исключено столкновение инструментов с закрепленной заготовкой и деталями станка.
  6. Включить вращение шпинделя, выбрав направление вращение, соответствующее расположению режущих инструментов относительно закрепленной заготовки.
  7. При помощи соответствующей команды с управляющего пульта переместить один из закрепленных в револьверной головке резцов (например, подрезной) в рабочее положение.
  8. Осторожно подвести рабочий инструмент к свободной от шпинделя наружной торцевой поверхности заготовки либо при помощи ручного управления, либо при помощи соответствующих клавиш на пульте станка. Коснуться вершиной режущей части инструмента поверхности вращающейся заготовки до появления заметного визуально следа и остановить перемещение инструмента.
  9. Определить по системе индикации ЧПУ текущее значение положения суппорта станка по оси Z.  
  10. Ввести данное значение координаты в качестве смещения нуля отсчета в систему ЧПУ и нажать клавишу обнуления системы отсчета координат. Если необходимо учесть припуск на обработку торцевой поверхности заготовки, то его рекомендуется учесть заранее перед вводом координаты текущего положения суппорта в систему ЧПУ, внеся соответствующую коррекцию в численное значение этой координаты.  

1.1.7. Установка нулевой точки заготовки на фрезерном станке с ЧПУ

Нулевая точка заготовки W при работе на фрезерном станке с ЧПУ может располагаться в любом месте в пределах рабочей зоны станка. Желательно, чтобы, как и в случае токарной обработки, нулевая точка заготовки была совмещена с нулевой точкой детали на чертеже.

Для упрощения разработки управляющей программы при выборе координат расположения нулевой точки заготовки  и ориентации ее координатной системы рекомендуется руководствоваться следующими правилами:

  1. нуль заготовки назначать таким образом, чтобы все или как можно большая часть опорных точек имели положительные значения координат;
  2. координатные оси заготовки совмещать с осями симметрии детали или с выносными линиями, относительно которых проставлено наибольшее количество размеров;
  3. координатные плоскости заготовки совмещать с поверхностями технологических баз или располагать параллельно;
  4. направление осей координат заготовки совмещать с направлением осей координат станка.

В качестве примера рассмотрим вариант назначения нулевой точки заготовки, закрепленной на рабочем столе вертикально фрезерного станка, который соответствует вышеперечисленным критериям.

Рис. 1.22. Установка нулевой точки заготовки на вертикально фрезерном станке с ЧПУ

    Расположение нулевой точки заготовки задается относительно нулевой точки станка М.

    Нуль вертикально фрезерного станка с ЧПУ в стандартной системе координат располагается обычно над левым краем рабочего стола с лицевой стороны станка (рис. 1.22). 

    Расстояние между нулем станка M и нулем заготовки W называется смещением нуля отсчета, определяется как смещение по каждой из трех осей координат и обозначается как Xw, Yw и Zw. Численные значения смещения нуля отсчета должны быть обязательно учтены в управляющей программе.

Последовательность действий при установке нулевой точки заготовки

на фрезерном станке с ЧПУ

Предварительные условия для установки:

  1. геометрические размеры режущей части необходимых для обработки режущих инструментов измерены и учтены в управляющей программе;
  2. отобранные инструменты закреплены в устройстве автоматической смены инструмента;
  3. вылеты инструментов относительно устройства автоматической смены инструмента учтены в управляющей программе (если станок не укомплектован устройством коррекции вылета инструмента);
  4. заготовка установлена и надежно закреплена на рабочем столе в положении, при котором ее оси координат параллельны осям координат станка;
  5. первый по порядку применения инструмент установлен и закреплен в шпинделе;
  6. вращение шпинделя включено.

        

                           А)                                         Б)                                                    В)

Рис. 1.23. Установка нулевой точки заготовки по оси Z (А), по оси Х (Б) и по оси Y (В)

Установка нулевой точки заготовки по оси Z

  1. Убедиться, что нижний торец рабочего инструмента гарантированно расположен выше верхней поверхности заготовки.
  2. При помощи ручного управления или соответствующих клавиш на пульте станка переместить заготовку в плоскости XY под рабочий инструмент.
  3. Осторожно подвести рабочий инструмент к верхней плоскости заготовки, коснуться поверхности заготовки вершиной режущей части инструмента до появления заметного визуально следа и остановить перемещение инструмента.
  4. Определить по системе индикации ЧПУ текущее значение положения шпинделя станка по оси Z.
  5. Ввести данное значение координаты в качестве смещения нуля отсчета в систему ЧПУ и нажать клавишу обнуления системы отсчета координат. Если необходимо учесть припуск на обработку верхней плоскости заготовки, то его рекомендуется учесть заранее перед вводом координаты текущего положения шпинделя в систему ЧПУ, внеся соответствующую коррекцию в численное значение этой координаты.   

Установка нулевой точки заготовки по оси X

  1. При помощи ручного управления или соответствующих клавиш на пульте станка переместить рабочий инструмент вверх по оси Z на высоту, исключающую его соприкосновение с заготовкой.
  2. Переместить заготовку вдоль оси X в сторону отрицательных значений координат в положение, при котором  диаметральный габарит режущей части рабочего инструмента с гарантированным зазором выходит за габарит заготовки в указанном направлении.
  3. Переместить рабочий инструмент по оси Z вниз до положения, при котором режущая часть инструмента будет расположена ниже верхней плоскости заготовки.
  4. Осторожно подвести рабочий инструмент по оси X к боковой поверхности заготовки, коснуться поверхности заготовки вершиной режущей части инструмента до появления заметного визуально следа и остановить перемещение инструмента.
  5. Определить по системе индикации ЧПУ текущее значение положения шпинделя станка по оси X.
  6. Пересчитать данное значение координаты с учетом радиуса режущей части инструмента и внести полученное значение в систему ЧПУ в качестве смещения нуля отсчета. Например, если радиус фрезы равен 15 мм, то в систему ЧПУ вносится значение Xw = - 15.
  7. Нажать клавишу обнуления системы отсчета координат на пульте управления станка.

Установка нулевой точки заготовки по оси Y

    Порядок установки нулевой точки заготовки по оси Y полностью идентичен порядку установки по оси X.

 Примечание: если по каким-либо причинам контакт режущего инструмента с заготовкой при установке нулевых точек должен быть исключен, то настройка производится при выключенном шпинделе с помощью концевых мер длины или измерительных индикаторов.

1.2. Числовое программное управление станков

1.2.1. Траектория движений инструмента

Любую траекторию перемещения, которую должен пройти режущий инструмент при механообработке, можно разложить на элементарные перемещения из отрезков прямых линий и дуг окружности. Такие перемещения в ЧПУ называются интерполяциями (от латинского слова interpolatio – «обновление», «изменение»). Все производимые в настоящее время системы ЧПУ оснащаются специальным электронным блоком – интерполятором, благодаря которым они имеют способность управлять взаимным перемещением инструмента и заготовки по прямой линии или по окружности путем автоматического расчета промежуточных точек траектории выполняемого перемещения.

 Современные изделия, производимые на станках с ЧПУ, отличаются разнообразной и сложной формой, часто состоящей из параболических, винтовых или сплайновых поверхностей (сплайн – это гладкая кривая, которая проходит через заданный набор точек в прямоугольной системе координат). Каждую такую поверхность также можно представить в виде сочетания элементарных отрезков прямых линий и круговых дуг. Но при этом количество элементарных перемещений становится неоправданно большим, а управляющая программа громоздкой и сложной (объем такой управляющей программы может составить больше 100 мегабайт и более). Для того чтобы многократно уменьшить и упростить управляющую программу по обработке поверхностей сложной формы, системы ЧПУ большинства современных станков оснащаются не только линейными и круговыми интерполяторами, но и винтовыми, параболическими, сплайновыми и т.п.

Если на станке с ЧПУ необходимо выполнить прямолинейное перемещение инструмента (линейную интерполяцию) вдоль одной из осей координат станка, то такое перемещение система ЧПУ исполняет включением привода подач по данной оси, а по другим осям привод подач  не включается. Если же необходимо выполнить круговую интерполяцию или линейную интерполяцию в направлении, непараллельном какой-либо оси координат, то механизм работы системы ЧПУ существенно усложняется.

В этом случае система ЧПУ реализует перемещение инструмента при помощи аппроксимации. Под аппроксимацией в теории ЧПУ понимается замена одной функциональной зависимости на другую более простую функцию с определенной степенью точности. В данном случае аппроксимация сводится к тому, что вместо одного прямолинейного перемещения или перемещения по дуге от исходной точки до точки с заданными координатами система ЧПУ задает инструменту перемещения по ломаной линии, элементарные отрезки которой параллельны координатным осям.

На рис. 1.26 показан случай прямолинейного перемещения режущего инструмента (линейная интерполяция), на рис. 1.27 – аппроксимация данного перемещения системой ЧПУ станка. На рис. 1.28 -  случай перемещения режущего инструмента по дуге окружности (круговая интерполяция), на рис. 1.29 – его аппроксимация.

Рис. 1.26. Прямолинейное перемещение       режущего инструмента (линейная интерполяция)

Рис. 1.27. Аппроксимация линейной интерполяции

 

Рис. 1.28. Перемещение режущего инструмента по дуге (круговая интерполяция)

Рис. 1.29. Аппроксимация круговой интерполяции

На рисунках 1.27 и 1.29 линиями от точки a до точки b показаны траектории перемещения инструмента, заданные управляющей программой. Отрезками от X1 до Xi  и от Y1 до Yi показаны замены заданного перемещения на элементарные перемещения соответственно вдоль координатных осей X и Y. Как видно из изображений элементарные перемещения не всегда одинаковы по своей величине в процессе одного заданного перемещения. Система ЧПУ сама определяет величину каждого элементарного перемещения, исходя из двух условий:

  1. отклонение траектории элементарного перемещения от траектории заданного перемещения не должно превышать установленную программой величину аппроксимации (общепринятым считается погрешность аппроксимации равная 15-25% всего поля допуска на неточность обработки данного размера);
  2. элементарные перемещения вдоль разных координатных осей должны быть так согласованы между собой, чтобы они одновременно начались в исходной точке и прекратились так же одновременно при достижении конечной точки заданного перемещения.

 1.2.2. Классификации систем ЧПУ

Существуют различные классификации систем ЧПУ - в зависимости от группы рассматриваемых признаков. Наиболее известны следующие классификации:

  1. по уровню технических возможностей;
  2. по технологическому назначению;
  3. по числу потоков информации;
  4. по принципу задания программы;
  5. по типу привода;
  6. по числу одновременно управляемых координат

Например, при классификации систем ЧПУ по технологическому назначению определяющим признаком является тип и количество программируемых перемещений исполнительных органов станка. По этому признаку системы ЧПУ подразделяются на следующие виды:

  1. позиционные;
  2. прямоугольные;
  3. формообразующие
  4. контурно-позиционные

В отечественных стандартах на станки с ЧПУ принято учитывать в обозначении станка установленный на нем вид системы ЧПУ. Станки с позиционными и прямоугольными системами управления имеют индекс «Ф2», станки с формообразующими системами – индекс «Ф3», многоцелевые (сверлильно-фрезерно-расточные) станки с контурно-позиционными системами управления – индекс «Ф4».  

Ниже показаны примеры  обозначения некоторых станков и систем ЧПУ.

Система ПУ

Условное обозначение

Примеры

Модель станка

Наименование

Цифровая индикация с предварительным набором координат

Ф1

6560Ф1

3ЕЭ11ВФ1

Фрезерный станок с устройством цифровой индикации

Плоскошлифовальный станок высокой точности с цифровой индикацией и преднабором координат подач

Позиционная система  ЧПУ

Ф2

2Н55Ф2

2А622Ф2

Радиально-сверлильный

станок

Горизонтально-расточной станок

Контурная система. ЧПУ

Ф3

16К20Ф3

6Р11Ф3

Токарный станок

Фрезерный станок

Комбинированная система ЧПУ

Ф4

53А20Ф4

243ВФ4

Зубофрезерный полуавтомат

Сверлильно-фрезерно-расточной станок

Цикловая система управления

Ц

171Ц

Токарный многорезцово-копировальный полуавтомат

Оперативная система управления

Т

16К20Т1

Токарный станок

Ниже показаны примеры  отечественных систем ЧПУ для станков основных групп.

Примеры отечественных УЧПУ для станков основных групп.

Станки

Устройства ЧПУ

3-го

поколения

3-го поколения с расшир. функциями

4-го поколения (микропроцессорные)

5-го поколения (микропроцессорные многоцелевые)

Токарные

Н22

1Н22

1Р-22

НЦ-31

2Р-32

ИЦО-П

ИЦО-ПБ

НЦ-80-31

«Размер-5»

2С85-61

2У32-61

Фрезерные

Н33

1Н33-6

2У-32

2Р-32

Сверлильно-расточные

2П32-8

3П32-3М

2П52

2П62-3Н «Размер 2М»

Шлифовальные

ПШ-13

Многоцелевые обрабатывающие центры

У85

«Размер-4»

2С42

2С85

Из Иностранных систем ЧПУ можно отметить FANUC (Япония), BOСH (Германия), Sinumeric и др.

Ниже приводятся характеристика и назначение разновидностей различных систем ЧПУ.

Рис. 1.30. Позиционная система ЧПУ

Позиционные системы ЧПУ представляют собой наиболее простой вид управляющей системы. По каждой координатной оси программируется только величина перемещения исполнительного органа до заданной позиции, а траектория перемещения может быть произвольной. Перемещение из позиции в позицию совершается на максимальной скорости. Перемещение в процессе обработки после достижения заданной позиции допускается исключительно по прямой линии и с рабочей подачей.  

    Позиционные системы ЧПУ используются, когда обработка происходит только в определенных позициях на плоскости, например, в сверлильных и координатно-расточных станках.

Рис. 1.31. Прямоугольная система ЧПУ

Прямоугольные системы ЧПУ программируют перемещения исполнительных органов станка только поочередно вдоль одной из координатных осей. Скорость подачи при перемещении в заданную позицию и в процессе обработки задается управляющей программой.

    Прямоугольные системы ЧПУ используются в тех случаях, когда обрабатываемые контуры заготовки можно расположить параллельно осям координат, например при продольном точении или плоскопараллельной фрезеровке.   

    

Рис. 1.32. Формообразующая система ЧПУ

Формообразующие системы ЧПУ реализуют движение исполнительного органа станка одновременно по двум и более осям координат, за счет чего появляется возможность производить обработку контуров и поверхностей сложной формы. В данных системах используют многокоординатный (как минимум двух координатный) интерполятор, выдающий управляющие сигналы сразу на соответствующее количество приводов подач.

Прямоугольные и формообразующие системы ЧПУ относятся к контурным (непрерывным) системам. Контурные системы ЧПУ обеспечивают автоматическое перемещение исполнительных органов станка по управляющей программе, которая задает траекторию перемещения и контурную скорость, с которой оно выполняется. Многоцелевые (сверлильно-фрезерно-расточные) станки с ЧПУ оснащаются, как правило, гибридными контурно-позиционными системами управления, позволяющие оптимизировать управление станка в зависимости от вида обработки.

Формообразующие системы ЧПУ в настоящее время являются наиболее распространенным видом ЧПУ. Они имеют несколько уровней сложности, в зависимости от количества одновременно управляемых осей координат:

  1. 2D-формообразующие;
  2. 2½D-формообразующие;
  3. 3D-формообразующие;
  4. 4D- формообразующие;
  5. 5D- формообразующие.

Рис. 1.33. 2D-формообразующая система ЧПУ

2D – формообразующая система ЧПУ  осуществляет одновременное управление двумя осями координат станка. В результате на станке можно выполнять перемещения исполнительных органов по прямой линии и по дуге. Обычно данная система ЧПУ применяется на токарных станках (см. рис. 64). На фрезерных станках 2D-формообразующая система ЧПУ, как правило,  не устанавливается, т.к. фрезерный станок имеет три оси координат, и одна из осей станка остается без управления системой ЧПУ. Например, если система ЧПУ управляет осями X и Y, то без управления остается ось Z (рис. 1.33).

Рис. 1.34. 2½D-формообразующая система ЧПУ (управляемые перемещения в плоскости XY)

Рис. 1.35. 2½D-формообразующая система ЧПУ (управляемые перемещения в плоскости XZ)

Рис. 1.36. 2½D-формообразующая система ЧПУ (управляемые перемещения в плоскости YZ)

2½D – формообразующая система ЧПУ делает возможным перемещение исполнительных органов по трем осям координат станка. Но при этом одновременно управляемыми являются только две оси, а третья ось остается при этом неподвижной и служит в качестве установочной для отдельно выполняемого подвода и отвода инструмента. После выполнения заданной команды на перемещение в указанной плоскости обработки система ЧПУ может переключиться на перемещение в любой другой плоскости.

    В зависимости от выбранной плоскости обработки, возможно одновременное управление разными осями таким образом, что движения исполнительных органов станка происходят в следующих плоскостях:

- плоскость XY (рис. 1.34),

- плоскость XZ (рис. 1.35),

- плоскость YZ (рис. 1.36)

    2½D формообразующая система ЧПУ широко применяется в простейших фрезерных станках с ЧПУ, имеющих, как правило, шаговые приводы подач. Она позволяет выполнять на этих станках обработку контуров и поверхностей сложной формы, однако при этом обработка объемных контуров ведется послойно в одной выбранной плоскости обработки.

Рис. 1.37. 3D-формообразующая система ЧПУ  

3D – формообразующая система ЧПУ делает возможным управляемое перемещение исполнительных органов одновременно по трем осям координат станка. Благодаря этому становится возможным обработка сложных пространственных контуров без изменения положения заготовки на станке. В настоящее время 3D-формообразующей системой ЧПУ  оснащается большинство промышленных фрезерных станков с программным управлением.

2. Программирование обработки на станках с ЧПУ

2.1. Основы программирования

Для выполнения обработки на станке с ЧПУ необходимо иметь управляющую программу на данную обработку. Управляющая программа по стандарту РФ определена как «совокупность команд на языке программирования, соответствующая заданному алгоритму функционирования станка по обработке конкретной заготовки» (ГОСТ 20523-80). Другими словами, управляющая программа для станка с ЧПУ представляет собой совокупность элементарных команд, определяющую последовательность и характер перемещений и действий исполнительных органов станка при обработке конкретной заготовки. При этом вид и состав элементарных команд зависит от типа системы ЧПУ станка и языка программирования, принятого для данной системы.

По мере развития станков с ЧПУ было разработано несколько языков программирования для составления управляющих программ. В настоящее время наибольшее распространение получил универсальный международный язык программирования ИСО-7бит, который иногда еще называют CNC-кодом или G-кодом. В нашей стране действует также специальный государственный стандарт России ГОСТ 20999-83 «Устройства числового программного управления для металлообрабатывающего оборудования. Кодирование информации управляющих программ». Современные международные и отечественные требования к управляющим программам станков с ЧПУ в основном соответствуют друг другу.

Код языка программирования ИСО-7бит относится к буквенно-цифровым кодам, в котором команды управляющей программы записываются в виде специальных слов, каждое из которых представляет собой комбинацию буквы и числа.

2.1.1.Составные элементы управляющей программы

Слово является базовым элементом текста управляющей программы. Слово представляет собой комбинацию прописной буквы латинского алфавита и некоторого числового значения, в качестве которого может использоваться либо целое двузначное или трехзначное число, либо десятичная дробь, целая и дробная части которой могут отделяться как запятой, так и точкой. В некоторых случаях в слове кроме буквы и числа могут использоваться и другие текстовые символы; например, между буквой и числом при необходимости может находиться математический знак «+» или «–». Буквенная составляющая слова в теории ЧПУ называется адресом, потому что она определяет «назначение следующих за ним данных, содержащихся в этом слове» (ГОСТ 20523-80).

Примеры записи слов:

G01

Х136.728

Z-4.87

Системы ЧПУ разных производителей имеют свои индивидуальные особенности в отношении буквенных символов, применяемых при составлении управляющих программ. Они во многом различаются как по перечню букв, так и по смысловому назначению команд. Стандарт РФ ГОСТ 20999-83 дает следующие определения значениям буквенных символов (см. табл. 1.2).

Таблица 1.2.

Символ

Назначение

Применение

N

Номер кадра

Порядковый номер кадра.

G

Подготовительные функции и технологические циклы

Команды на вид и условия перемещения исполнительных органов станка.

M

Вспомогательные функции

Команды, определяющие условия работы механизмов станка, например, включение и выключение шпинделя или программируемый останов выполнения программы.

X

Функция прямолинейного перемещения по оси X

Задание координаты конечной точки или величины перемещения исполнительного органа станка вдоль оси X.

Y

Функция прямолинейного перемещения по оси Y

Задание координаты конечной точки или величины перемещения исполнительного органа станка вдоль оси Y.

Z

Функция прямолинейного перемещения по оси Z

Задание координаты конечной точки или величины перемещения исполнительного органа станка вдоль оси Z.

A

Функция кругового перемещения вокруг оси X

Задание координаты конечной точки или величины кругового перемещения исполнительного органа станка вокруг оси X. Символ применяется только при наличии у станка независимо перемещаемого вокруг оси X исполнительного органа.

B

Функция кругового перемещения вокруг оси Y

Задание координаты конечной точки или величины кругового перемещения исполнительного органа станка вокруг оси Y. Символ применяется только при наличии у станка независимо перемещаемого вокруг оси Y исполнительного органа.

C

Функция кругового перемещения вокруг оси Z

Задание координаты конечной точки или величины кругового перемещения исполнительного органа станка вокруг оси Z. Символ применяется только при наличии у станка независимо перемещаемого вокруг оси Z исполнительного органа.

U

Функция прямолинейного перемещения параллельно оси X

Задание конечной точки, определяющей перемещение исполнительного органа станка параллельно оси X. Символ применяется только при наличии у станка второго независимо перемещаемого вдоль оси X исполнительного органа.

V

Функция прямолинейного перемещения параллельно оси Y

Задание координаты конечной точки или величины перемещения исполнительного органа станка параллельно оси Y. Символ применяется только при наличии у станка второго независимо перемещаемого вдоль оси Y исполнительного органа.

W

Функция прямолинейного перемещения параллельно оси Y

Задание координаты конечной точки или величины перемещения исполнительного органа станка параллельно оси Z. Символ применяется только при наличии у станка второго независимо перемещаемого вдоль оси Z исполнительного органа.

P

Функция прямолинейного перемещения параллельно оси X

Задание координаты конечной точки или величины перемещения исполнительного органа станка параллельно оси X. Символ применяется только при наличии у станка третьего независимо перемещаемого вдоль оси X исполнительного органа.

Q

Функция прямолинейного перемещения параллельно оси Y

Задание координаты конечной точки или величины перемещения исполнительного органа станка параллельно оси Y. Символ применяется только при наличии у станка третьего независимо перемещаемого вдоль оси Y исполнительного органа.

R

Функция прямолинейного перемещения параллельно оси Z

Задание координаты конечной точки или величины перемещения исполнительного органа станка параллельно оси Z. Символ применяется только при наличии у станка третьего независимо перемещаемого вдоль оси Z исполнительного органа.

F

Функция подачи

Задание скорости результирующего прямолинейного перемещения инструмента относительно заготовки.

E

Функция подачи

Задание скорости результирующего прямолинейного перемещения инструмента относительно заготовки. Символ применяется только при наличии у станка второй автономной шпиндельной головки.

I

Функция интерполяции по оси X

Задание интерполяции перемещения исполнительного органа станка или шага резьбы вдоль оси X.

J

Функция интерполяции по оси Y

Задание интерполяции перемещения исполнительного органа станка или шага резьбы вдоль оси Y.

K

Функция интерполяции по оси Z

Задание интерполяции перемещения исполнительного органа станка или шага резьбы вдоль оси Z.

T

Функция смены инструмента

Задание команды на автоматическую установку в рабочую позицию сменного инструмента под определенным номером. Символ применяется только при наличии у станка устройства автоматической смены инструмента.

D

Функция смены инструмента

Задание команды на автоматическую установку в рабочую позицию сменного инструмента под определенным номером. Символ применяется только при наличии у станка второго устройства автоматической смены инструмента.

S

Функция главного движения

Задание скорости вращения вала шпинделя, если она регулируется программным способом.

Буквы, используемые в качестве символов управляющих программах, выбраны не случайным образом. Большинство из них представляют собой начальные буквы соответствующих терминов на английском языке. Например, в качестве символа величины контурной скорости подачи выбрана буква «F» – первая буква английского слова feed («подача»), в качестве символа скорости вращения шпинделя - буква «S» - первая буква английского слова speed («скорость»), в качестве символа номера инструмента – буква «T» - первая буква английского слова tool («инструмент»).

В качестве числовой составляющей слов с буквенными символами G и М может использоваться только целое двузначное или трехзначное число. Десятичная дробь в словах с символами G и М  использоваться не может, в отличие от слов с другими буквенными символами.

Если числовая составляющая слова представляет собой десятичную дробь, в конце дробной части которой содержатся нули, то для упрощения записи и чтения программ незначащие нули дробной части в большинстве систем ЧПУ отбрасываются. Иными словами, в управляющей программе не принято записывать, например, числа 4,100 или 3,120, а принято писать 4,1 или 3,12.

Приведенные в таблице буквенные символы являются не обязательными, а только рекомендуемыми для языков программирования. Если символы A, B, C, D, E, P, Q, R, U, V и W не используются для управления станком по прямому назначению, то они могут применяться для программирования каких-то специальных функций, присущих данной системе ЧПУ.

2.1.2. Кадр управляющей программы

Кадр представляет собой следующий в иерархии после слова элемент текста управляющей программы. Каждый кадр состоит из одного или нескольких слов, расположенных в определенном порядке, которые воспринимаются системой ЧПУ как единое целое и содержат как минимум одну команду. Отличительным признаком кадров как совокупности слов является то, что в них содержится вся геометрическая, технологическая и вспомогательная информация, необходимая для выполнения рабочих или подготовительных действий исполнительных органов станка. Рабочее действие в данном случае означает обработку заготовки за счет однократного перемещения инструмента по одной элементарной траектории (прямолинейное перемещение, перемещение по дуге и т. п.), а подготовительное действие – действие исполнительных органов станка для выполнения или завершения рабочего действия.

Пример записи кадра:     N125 G01 Z-2.7 F30.

Данный кадр состоит из четырех слов: порядкового номера кадра «N125» и трех слов «G01», «Z-2.7» и «F30», которыми задается прямолинейное перемещение инструмента по оси Z до точки с координатой Z=–2,7 мм со скоростью подачи 30 мм/мин.

Текст управляющей программы для станка с ЧПУ есть не что иное, как сформированная по определенным правилам совокупность кадров. В общем случае система ЧПУ станка выполняет команды управляющей программы строго в порядке следования кадров, при этом переход к каждому очередному кадру осуществляется только по окончании выполнения предыдущего кадра.

Таблица 1.3.

Символ

Назначение

Применение

%

Начало программы

Символ обозначения начала управляющей программы. В случае использования программоносителя в виде перфоленты используется также для остановки носителя данных при обратной перемотке перфоленты.

LF 

или ПС

Конец кадра

Символ обозначения конца кадра и перехода на следующую строку текста управляющей программы. В современных системах ЧПУ используется относительно редко.

:

Главный кадр

Символ обозначения кадра, в котором должны быть записана вся информация, необходимая для начала или возобновления обработки. В главном кадре данный символ записывается вместо символа «N» в слове «Номер кадра».

/

Пропуск кадра

Символ, обозначающий, что информация, содержащаяся после него до конца кадра в котором он расположен, будет или отрабатываться, или пропускаться - в зависимости от настроек на пульте управления. Если с этого символа начинается кадр, то его действие распространяется на весь этот кадр.

(

Круглая скобка левая

Символ, обозначающий, что информация, помещенная за ним, не должна приниматься системой ЧПУ к исполнению. Используется совместно с символом «)».

)

Круглая скобка правая

Символ, обозначающий, что информация, помещенная за ним, должна приниматься системой ЧПУ к исполнению. Используется совместно с символом «(».

NUL

или ПУС

Пусто

Символ пропуска строки перфоленты. Используется только при написании программы на перфоленте. Не воспринимается системой ЧПУ.

Чтобы отдельные кадры можно было связать в единую систему, кроме буквенных символов, приведенных в табл. 1.2, при составлении управляющих программ для систем ЧПУ применяют и многие другие текстовые символы. В табл. 1.3 приведены некоторые дополнительные символы, которые рекомендованы к применению стандартами РФ (ГОСТ 20999-83 и ГОСТ 19767-74).  

Слова, произвольно расположенные в тексте управляющей программы, воспринимаются системой ЧПУ всего лишь как некоторый набор слов и не будут приняты к исполнению. Чтобы данные слова представляли собой команду, понятную для системы ЧПУ, они должны быть записаны в кадре управляющей программы в определенном виде и порядке в соответствии с принятым для конкретной системы ЧПУ форматом кадра.

Международный стандарт содержит следующие общие рекомендации, относящиеся к формату кадра при ручном программировании:

  1.  Слова кадра, так же как и в обычном тексте, должны отделяться друг от друга интервалами (пробелами). (Необходимо отметить, что данное требование не соблюдается во многих современных системах ЧПУ).
  2.    Каждый кадр начинается словом, обозначающим номер кадра. Данное слово – «номер кадра» – содержит буквенный символ N и число, соответствующее порядковому номеру кадра.
  3.  Каждый кадр заканчивается словом, обозначающим конец кадра. Рекомендуемый вариант написания данного слова для большинства импортных систем ЧПУ – LF, для отечественных систем ЧПУ – ПС.
  4.    Командные и размерные слова, а также слова, задающие величины технологических параметров обработки деталей, располагаются в тексте кадра между словами «номер кадра» и «конец кадра» в порядке, определенным производителем системы ЧПУ. В одних системах ЧПУ он может быть только строго определенным, в других – произвольным.

Для удобства работы международный стандарт рекомендует следующий порядок расположения слов в кадре: N..., G..., X..., Y..., Z..., U…, V…, W…, P…, Q…, R…, A…, B…, C…, I..., J..., K..., …, LF.

Если задается скорость подачи по одной определенной оси координат, то слово, обозначающее скорость подачи, должно следовать непосредственно за словом, задающим перемещение по данной оси. Если задается скорость подачи одновременно по двум и более осям координат, то слово, обозначающее скорость подачи, должно следовать непосредственно за последним словом, задающим перемещение по данным осям.   

  1.     Не допускается наличие в одном кадре слов с одинаковыми буквенными символами. В то же  время любое слово может быть пропущено, если оно не является обязательным в данном кадре.
  2.     С целью уменьшения объема текста управляющей программы в каждом кадре записывается только новая информация по отношению к предыдущему кадру, при этом неизменяемая часть информации из предыдущего кадра воспринимается системой ЧПУ по умолчанию как действующая.

 В качестве примера проведем анализ структуры следующего кадра:

N75 G01 Z-10.75 F0.3 S1800 T03 M08 LF

Результат анализа представлен в следующей таблице 1.4.:

Таблица 1.4.

Слово

Адрес

Число

Значение

N75

N

75

Слово, состоящее из адреса N  и порядкового числа 75, обозначает порядковый номер кадра.

G01

G

01

Слово, состоящее из адреса G и кодового числа 01, обозначает подготовительную функцию, предписывающую выполнить перемещение инструмента по прямой линии с заданной скоростью подачи.

Z-10.75

Z

-10.75

Слово, состоящее из адреса Z и размерного числа –10.75, обозначает координату расположения по оси Z точки, в которую инструмент должен выполнить перемещение в связи с полученной командой G01.

F0.3

F

0.3

Слово, состоящее из адреса F и размерного числа 0.3, обозначает величину скорости подачи по оси Z при выполнении команды G01.

S1800

S

1800

Слово, состоящее из адреса S и размерного числа 1800, обозначает величину скорости вращения шпинделя

T03

T

03

Слово, состоящее из адреса  T и порядкового числа 03, обозначает порядковый номер инструмента, установленного в рабочую позицию из устройства автоматической смены инструмента.

M08

M

08

Слово, состоящее из адреса M и кодового числа 08, обозначает вспомогательную функцию, предписывающую при выполнении команды G01 включить подачу СОЖ.

LF

LF

-

Слово, обозначающее окончание кадра. Применяется только в случае рукописного составления текста управляющей программы. При распечатке программы на устройстве печати не печатается.

Состав программы, количество слов и структура слов определяется форматом кадра.

Например для системы «Размер- 4» станков типа 2204ВМ1Ф4 формат кадра имеет вид:

N79G2X+–43Y+–43Z+–43R+–43I+–43J+–43K+–43Y+–43B+–7

C+–7F41S51T46M2E7H7ПС

Здесь N7 означает семиразрядный номер кадра, т.е.сколько кадров может содержать УП;

         9G2 – двухразрядная подготовительная функция, разбитая на 9 групп;

         X+–43Y семиразрядная функция перемещения по оси Х, последняя цифра (3) означает количество знаков после запятой, т.е. тысячные доли мм;.  

E7 – выдержка времени;

H7 – число повтора программы  и т.д.

Например, некоторые системы ЧПУ могут иметь такое  число кадров в УП:

Система ЧПК

Максимальное число кадров

Размер – 4

9999999

Луч – 430

32767

2У32

9999

Фанук – 6М

999

CNC – 600

9999

2С42

9999

Структура управляющей программы

В соответствии с международными стандартами и ГОСТ 20999-83 структура управляющей программы в общем случае подчиняется следующим правилам:

  1.  В тексте управляющей программы должна содержаться геометрическая, технологическая и вспомогательная информация, которая необходима для проведения заданной обработки. В каждом кадре программы записывается только та информация, которая изменяется по отношению к предыдущему кадру. При этом выполнение системой ЧПУ оставшейся неизменной информации прекращается только после поступления команды на ее отмену (вид этой команды и способ отмены определяется особенностями конкретной системы ЧПУ).
  2.  Каждая управляющая программа начинается символом «начало программы», подающим системе управления сигнал о начале выполнения программы. Вид символа «начало программы» зависит от особенностей применяемой системы ЧПУ. Наиболее часто в отечественных и зарубежных системах ЧПУ используется символ %. При этом кадр с символом «начало программы» не нумеруется. Нумерация кадров начинается с последующего кадра.
  3.  Если управляющей программе необходимо присвоить обозначение, то его располагают в кадре с символом «начало программы» непосредственно за символом.
  4.  Если текст управляющей программы необходимо сопроводить комментарием, например сведениями об особенностях наладки станка, то его размещают перед символом «начало программы».
  5.  Управляющая программа должна заканчиваться символом «конец программы», подающим системе управления сигнал на прекращение выполнения управляющей программы, останов шпинделя, приводов подач и выключение охлаждения. Информация, помещенная в тексте управляющей программы после этого символа не должна восприниматься системой ЧПУ.
  6.  Информация, расположенная в тексте управляющей программы между символами «начало программы» и «конец программы» и заключенная в круглые скобки не должна приниматься системой ЧПУ к исполнению. При этом в тексте внутри скобок не должны применяться символы «начало программы» и «главный кадр».

Пример того, как выглядит распечатка текста управляющей программы с точки зрения ее структуры, представлен в таблице 1.5.

Таблица 1.5.

KORPUS-3506-12

Комментарий с указанием названия детали

% TP0147

Команда на начало выполнения программы с указанием названия программы

N10 G54 X80 Y100 …

Последовательность кадров, содержащих информацию по обработке детали

(Podrezka torca)

Информация для программиста, не воспринимаемая системой ЧПУ

N75 G01 Z-10 F0.3 S1800 T03 M08

Возобновление последовательности кадров, содержащих информацию по обработке детали

N435 M30

Команда на окончание выполнения программы

2.1.3. Кодирование подготовительных и вспомогательных функций 

 В настоящее время на международном рынке станков с ЧПУ широко применяется свыше 100 различных видов систем с ЧПУ и столько же языков (кодов) программирования. Большинство из распространенных языков программирования в целом однотипно и в своей основе соответствуют универсальному международному языку программирования ИСО-7бит. Тем не менее, в связи с тем, что количество команд используемых в программировании станков с ЧПУ, уже составляет около тысячи, и каждый производитель системы управления дополняет основные команды собственными вариантами, нет возможности привести в одном месте сведения даже по наиболее известным языкам программирования.

В настоящее время для станков с ЧПУ в качестве программоносителя принята восьмидорожковая перфолента шириной 25,4 мм (1 дюйм), либо ее аналог (магнитный носитель), на которых информация для системы ЧПУ представлена  в виде двоичного семиэлементного кода ИСО – 7 бит (ГОСТ 13052 – 74). Каждому символу этого кода (цифры 0…9; буквы латинского алфавита А…Z; знаки %, скобки, +, - и др.)соответствует вполне определенная комбинация отверстий (либо сочетания 0 и 1)на семи дорожках.

Восьмая дорожка – для пробивки дополнительного отверстий в строке (в символе), что позволяет контролировать правильность перфорации и считывания информации УЧПУ.

Поскольку варианты кодирования основных команд при программировании обработки на станках с ЧПУ могут значительно отличаться в разных системах ЧПУ, рассмотрим их на примере требований, изложенных в стандарте РФ ГОСТ 20999-83 «Устройства числового программного управления для металлообрабатывающего оборудования. Кодирование информации управляющих программ на кодирование информации управляющих программ».

В соответствии с ГОСТ 20999-83 кодирование основных подготовительных и вспомогательных функций должно соответствовать требованиям, приведенным в приложении №1.

2.2. Технологическая подготовка производства для станков с ЧПУ

Обработка на станках с ЧПУ имеет определенные преимущества по сравнению с обработкой на универсальных станках, например, более высокие производительность, гибкость и оперативность. Однако для того, чтобы преимущества станков с ЧПУ реализовались практически, необходимо грамотно организовать и выполнить технологическую подготовку производства.

Технологическая подготовка производства на станках с ЧПУ существенно отличается от работ, выполняемых для производства на универсальных станках. Первое, что нужно отметить – это более высокие требования к качеству подготовки технологического процесса, так как при работе на станке с ЧПУ возможность эффективного вмешательства оператора в выполняемый процесс обработки без остановки станка минимальна, а экономические потери от простоя дорогого и высокопроизводительного оборудования – достаточно велики. Поэтому требуется более скрупулезная проработка рабочих чертежей на технологичность, более тщательный выбор инструмента и оснастки, более подробные и жесткие требования к заготовке и т.д.

Во-вторых, значительно возрастают сложность и трудоемкость проектирования технологического процесса обработки. В частности, при его разработке помимо традиционных знаний по теории резания необходимо применить специальные математические знания (иначе нельзя будет составить эффективную управляющую программу и суметь проанализировать ее) и знания  кодов, понимаемых системами ЧПУ имеющихся на производстве станков. Поэтому в расчете  и составлении управляющих программ кроме традиционных технологов участвуют и другие специалисты, такие как программисты, математики, электронщики и т.п.

В третьих, технологическая документация, которую необходимо подготовить для обработки на станках с ЧПУ, имеет более сложный состав и гораздо больший объем, чем документация аналогичного назначения для универсальных станков. После завершения подготовки технологической документации ее комплект позволяет при наличии соответствующего материального обеспечения немедленно перейти к настройке станков и выпуску изделий и, при необходимости, многократно повторить эти действия.

Технологическую документацию, используемую при разработке технологических процессов и управляющей программы для обработки на станках с ЧПУ, можно условно разделить на справочную и сопроводительную.

К справочной документации, используемой при технологической подготовке производства на станках с ЧПУ, относятся:

  1. классификаторы деталей по конструкторско-технологическим признакам;
  2. описания типовых технологических процессов;
  3. стандарты предприятия, каталоги и картотеки станков с ЧПУ, режущего, измерительного и вспомогательного инструмента, приспособлений и обрабатываемых материалов;
  4. нормативы режимов резания;
  5. таблицы допусков и посадок;
  6. инструкции по расчету, кодированию, записи, контролю и редактированию управляющих программ;
  7. методические материалы по расчету экономических параметров при работе на станках с ЧПУ.

Сопроводительная документация составляется по мере выполнения соответствующего этапа технологической подготовки производства. Документация, составленная по предшествующему этапу работ, как правило, является исходным документом для последующих этапов. Правила разработки и оформления, а также состав сопроводительной технологической документации регламентируются государственными стандартами, которые предписывают не только форму бланков для каждого вида текстового или графического документа, но и характер записи, термины, определения, условные обозначения и т.д.

Часть сопроводительной документации для обработки на станках с ЧПУ принципиально не отличается от общепринятой документации для обработки на универсальных станках, например, документация по разработке маршрутной технологии. Но большая часть имеет существенную специфику – прежде всего в той части, где содержатся сведения о программировании обработки детали, о наладке станка и инструментов, о контроле за выполнением управляющей программы и т.п.

Комплектность и форма сопроводительной документации, используемой для технологической подготовки производства, может быть разной – в зависимости от принятого на данном предприятии документооборота и методов программирования. Например, при компьютерно-интегрированном производстве сопроводительная технологическая документация на бумажных носителях может вообще отсутствовать, а вся необходимая информация будет находиться в электронном виде и храниться в памяти компьютеров. В общем случае сопроводительная документация, как правило, содержит следующие документы:

  1. карту технологического процесса;
  2. операционную карту;
  3. операционный чертеж детали;
  4. карту наладки станка;
  5. карту наладки инструмента;
  6. операционную расчетно-технологическую карту;
  7. карту кодирования информации.

2.2.1. Особенности проектирования операций для станков ЧПУ

Станки с числовым программным управлением представляют собой быстро программируемые технологические системы, которые особенно эффективны для автоматизации мелко и среднесерийного производства. Основной особенностью станков с ЧПУ является их технологическая гибкость, благодаря которой осуществляется быстрый переход на изготовление новых деталей. Технологическая гибкость станков с ЧПУ определяется следующими факторами.

  1.  Непосредственное задание размеров изготовляемых деталей как исходной геометрической информации в виде массива цифровых данных или геометрической модели.
  2. Цифровое задание необходимой технологической информации, определяющей  на каждом из переходов частоту вращения шпинделя, скорость рабочей и ускоренной подачи, глубину резания и др.
  3. Автоматическое управление всеми вспомогательными переходами и командами по автоматической замене инструмента, включение и выключение СОЖ, замена и закрепление заготовок и др.
  4. Выполнение предусматриваемой коррекции размерной настройки режущих инструментов и режимов резания.

Эти основные принципы числового управления имеют различную реализацию в соответствии с типом станочного оборудования, требованиями к точности и уровню автоматизации. В соответствии с решаемыми технологическими задачами и видом привода различают системы позиционного, контурного и комбинированного управления.

Числовое программное управление металлорежущими станками обеспечивает гибкую автоматизацию процесса обработки заготовки на станке в соответствии с заданной управляющей программой, составленной в алфавитно–цифровом коде. В качестве программоносителя используют перфоленту, кассету магнитной ленты, дискету. Для записи управляющей программы на восьмидорожковую перфоленту в системах ЧПУ применяют единый метод кодирования информации, основанный на применении международного семиразрядного кода ISO-7bit. Управляющая программа содержит информацию о геометрических параметрах изготовляемой детали и технологических командах, определяющих процесс изготовления детали на станке.

Управляющая программа состоит из последовательно записанных кадров, каждый из которых включает определённое число программных слов, записанных в фиксированном порядке. Каждое слово в свою очередь состоит из адресной буквы, определяющей код соответствующей команды, и последующей группы цифр.

Исходными данными для разработки УП и необходимой наладки станка являются чертежи детали и заготовки, разработанная технология на деталь, и технологические данные применяемого оборудования и оснастки.

2.2.2. Фрезерная обработка на станках с ЧПУ

Для управления движением формообразования необходимо ориентировать изготовляемую деталь в координатной системе станка.

На рис. 2.1 показана корпусная деталь, предназначенная для обработки на станке с ЧПУ.

Рис. 2.1. Эскиз корпусной детали, предназначенной для обработки

на обрабатывающем центре

На первой операции обрабатывают основание детали (поверхность А), которое в дальнейшем является технологической базой для обработки других поверхностей.

В соответствии с такой схемой базирования производят установку заготовки на многоцелевом станке с ЧПУ, см. рис. 2.2.

           

Рис. 2.2. Установка заготовки на спутнике при обработке

на многоцелевом станке 6904ВМФ1

1 – спутник, 2. подкладная плита, 3 – заготовка, 4 – шпиндель,

5 – опорные элементы и приспособления.

I, II – позиции для последовательной обработки заготовки со стороны I и II.

Заготовка 3 базируется на плоскость А, устанавливается на подкладную плиту 2 (адаптер), которая закрепляется на спутнике 1. Такая схема установки позволяет обрабатывать заготовку со всех 4-х сторон.

На основе чертежа разрабатывают геометрический план обработки и определяют последовательность выполнения технологических переходов. Для этого обозначают  обрабатываемые стороны I и II (их можно назвать позициями), каждому отверстию присваивается порядковый номер (см. рис. 2.3).

Рисунок 2.3. Пересчет размеров для обработки

а) – со стороны II – (длинной)

б) – со стороны I – (короткой)

В соответствии с принятой схемой базирования для каждой установки детали выбирают систему начала отсчета (ноль детали). Например, для стороны I – это координатная система XOY, для стороны II –  координатная система YOZ. Относительно этих координатных систем производят пересчет всех размеров, определяющих положение обрабатываемых поверхностей заготовки, как показано на рис. 5.

На рабочем чертеже детали размеры с соответствующими допусками могут быть заданы как в абсолютных значениях (координатный метод простановки размеров), так и в приращениях (цепной метод). Но при составлении управляющей программы необходимо задавать средние размеры. Это объясняется тем, что отклонения размеров, возникающие в процессе разработки на станках с ЧПУ, с равной вероятностью могут, как увеличивать, так и уменьшать выполняемый размер. Величина среднего размера должна рассчитываться с учетом расположения поля допуска относительно номинального размера.

При симметричном расположении допусков относительно номиналов, средние значения соответствуют номинальным величинам. При несимметричном расположении допусков средние значения размеров необходимо рассчитывать по следующим формулам.

Среднее значение координатного размера , образуемое несколькими цепными звеньями , находятся как

(1)

где — номинальные размеры цепных звеньев, — верхнее и нижнее отклонение размеров цепных звеньев, — число цепных звеньев.

Средние значения цепного звена , образованное двумя координатными размерами , находятся как

(2)

где — номинальные размеры двух координатных звеньев; — предельные отклонения двух координатных звеньев.

Составляется операционная карта (ОК) механической обработки, в которой указывается последовательность выполнения технологических переходов на каждой стороне детали, состав применяемого инструмента и технологической оснастки, назначаются режимы резания и рассчитываются нормативы времени.

На основе ОК для каждой операции составляется расчетно-технологическая карта. На ней показывают положение нулевой плоскости, расположение припуска на обрабатываемых поверхностях, начальные и конечные положения инструмента с учетом врезания и перебега, координаты опорных точек перемещения инструмента относительно детали.

Для составления управляющей программы разработанный техпроцесс кодируется с помощью международного кода ISO-7bit в соответствии с инструкцией программирования для конкретной системы ЧПУ.  Кодирование процесса обработки отражается в технологической программной карте (бланк-программе).

С технологической программной карты кодированную информацию переносят на программоноситель (перфолента, магнитная кассета и др.) для передачи в память ЭВМ  станка с ЧПУ. В новейших системах ЧПУ управляющая программа может быть составлена и отредактирована непосредственно у станка.

2.2.3. Токарная обработка на станках с ЧПУ

В мелко- и среднесерийном производстве для обработки ступенчатых валов эффективно применение станков с ЧПУ (см. рис. 2.4).

Рис. 2.4.  Токарная обработка на станке с ЧПУ

Токарные станки с ЧПУ выгодно использовать при обработке сложных многоступенчатых заготовок, особенно с криволинейными поверхностями.

Например, при заготовке – прокат, см. рис. 6, предварительная обработка выполняется за пять последовательных рабочих ходов (1-5), а чистовая (6) – за один рабочий ход суппорта по окончательному контуру детали. Станки с ЧПУ работают по автоматическому циклу, что облегчает многостаночное обслуживание, позволяет выполнять простую и быструю их переналадку для обтачивания ступенчатых валов различных размеров по заранее разработанной управляющей программе (УП). Время обработки на токарных станках с ЧПУ сокращается по сравнению с обычным в 1,5-2 раза за счёт уменьшения Тв.

Такие станки имеют контурные системы с линейно-круговым интерполятором и устройством для нарезания резьбы. Эти системы обеспечивают обработку заготовок сложною профиля, коррекцию положения режущей кромки инструмента, высокую скорость вспомогательных перемещений. Станки оснащаются револьверными головками или магазинами для автоматической смены инструмента  или резцовых блоков.

Разработка технологической операции для токарного станка с ЧПУ включает:

  1. разработка чертежа заготовки и, затем, – операционного эскиза;
  2. выбор схемы базирования и конструкции приспособления;
  3. определение числа переходов и разработка последовательности обработки поверхностей;
  4. выбор модели станка и типоразмеров режущих инструментов;
  5. расчет припусков на обработку, режимов резания и норм времени;
  6. расчет координат опорных точек режущих инструментов;
  7. разработка УП.

Базирование:

  1. валы – в центрах;
  2. фланцы – в патроне;
  3. втулки – в патроне.

Обрабатываемые поверхности  разделяют на основные и дополнительные:

-   участки, окончательная обработка которых может быть выполнена проходным или расточным резцом, относят к основным.

-   остальные поверхности – дополнительные (торцовые и угловые канавки, резьбовые   поверхности и др.).

Последовательность выполнения переходов:

  1. предварительная обработка основных участков (подрезка торцов, центрирование перед сверлением, сверление отв.  до 20 мм – одним сверлом, больше 20 мм – двумя) обтачивания наружных, растачивание внутренних . поверхностей;
  2. обработка дополнительных участков (кроме канавок для выхода шлифовальных кругов, резьбы и т.п.).
  3. если черновая и чистовая обработка внутренних поверхностей выполняется одним резцом, все дополнительные участки обрабатываются после чистовой обработки;
  4. окончательная обработка основных участков поверхностей, вначале – внутренних, затем наружных;
  5. обработка дополнительных участков, не требующих черновой обработки (вначале в отверстиях или на торцах, потом – на наружной поверхности).

Стандартный набор инструментов включает резцы: проходной, отрезной (канавочный), контурный, резьбовой, для угловых канавок, а также сверло. Для облегчения обработки можно включать сверло большого диаметра, расточную оправку и др.

Для согласования систем координат станка и заготовки составляют схему с координатными системами станка Xс, Zс, приспособления Xп, Yп, детали Xд, Yд, инструмента Xи, Zи и суппорта Xо, Zо, см. рис. 72.5.

Рис. 2.5.  Схема согласования систем координат при токарной обработке.

Исходное (нулевое) положение резцедержателя может быть задано в любой точке рабочего пространства.

Положение всех опорных точек траектории перемещения инструмента определяется в координатах X, Z рабочего пространства станка.

Геометрическую и технологическую информацию кодируют и записывают на программоноситель согласно правилам, приведенным в инструкции по программированию, имеющимся для каждой конкретной модели станка и ЧПУ.

Точность обработки:

  1. однократная обработка поверхности дает точность 12-13 квалитета, шероховатость Rа=3,2 мкм. При этом радиус галтели – равен радиусу при вершине резца; в других случаях переходную поверхность выполняют по программе;
  2. для обеспечения шероховатости Rа < 1.6 мкм на последнем чистовом переходе уменьшают подачу и увеличивают частоту вращения;
  3. для точности 7-9 квалитета окончательную обработку выполняют чистовым резцом с коррекцией на размер.

Схемы обработки. Современные ЧПУ могут обеспечивать обработку по постоянному (стандартному) циклу. При составлении УП задаются исходный и требуемый контур. Например, при обработке основной поверхности применяют черновые и чистовые резцы. Канавки сплошной формы обрабатывают по типовой программе за несколько ходов. Схему обработку выбирают с учетом глубины и ширины канавки. Применяют канавочные проходные резцы и многоступенчатую обработку.

2.3. Способы и технические средства

подготовки управляющих программ

Технологический процесс обработки детали и управляющие программы для станков с ЧПУ по ее изготовлению разрабатываются на основе разнообразной информации, которая подготавливается различными подразделениями предприятия. Современный уровень развития техники позволяет осуществлять так называемый сквозной процесс, при котором автоматизированы и компьютеризированы все этапы работы по созданию изделия – от  разработки до изготовления. На рис. 2.6 изображена упрощенная схема такого процесса.

Конструкторское бюро

Управляющий компьютер, пульт станка с ЧПУ

CAM-модуль

и CAPP-модуль CAD/CAM-систем

CAD-модуль

CAD/CAM-систем

Программные средства

и системы

Технологический отдел и отдел программирования

Технологи-программисты

Конструкторы

Цех

Мастера, наладчики и операторы станков

Подразделения

предприятия

 

Рис. 2.6. Схема сквозного проектирования и изготовления изделий на производстве, оснащенном станками с ЧПУ

В условиях современного производства подготовка управляющих программ осуществляется разными способами с помощью различных технических средств. Выбор определяется конкретными условиями производства, в первую очередь моделями станков и систем ЧПУ, финансовыми возможностями предприятия, уровнем квалификации специалистов и т.п.

В зависимости от перечисленных факторов возможны три различных организационных уровня, на которых осуществляется разработка управляющих программ:

  1. уровень производственного цеха;
  2. уровень специализированного подразделения по программированию;
  3. уровень конструкторско-технологического подразделения.

Составление управляющих программ в цехе

Составление управляющих программ в цехе производится, как правило, вручную для конкретной модели станка, оснащенном конкретной системой ЧПУ. При ручном способе подготовки все необходимые для составления программы вычисления выполняются в основном вручную или с помощью калькуляторов. Затем на основе произведенных вычислений вручную или на каком-либо печатающем устройстве составляется управляющая программа в специальных кодах на языке системы ЧПУ станка. После чего текст управляющей программы с помощью специальной техники переносится на программоноситель, а с него - в систему ЧПУ станка.  

В последнее время, благодаря быстрому развитию техники с ЧПУ, при ручном способе программирования в цехе широко используется ввод программы в систему ЧПУ непосредственно с пульта станка, используя для этого имеющиеся на нем клавиатуру и дисплей. Возможности современных пультов с ЧПУ позволяют выполнять на них не только ручной ввод текста управляющей программы, но и предварительную графическую имитацию обработки по составленной программе, а также коррекцию введенной программы.

Ввод программы с пульта станка имеет один принципиальный недостаток – при вводе текста новой программы неизбежно происходит значительный простой дорогостоящего станка.

Как правило, программирование в цехе используется в относительно небольших фирмах, имеющих несколько станков с ЧПУ, в которых специалист по технологии и программированию не может иметь  постоянной, полноценной загрузки. В этом случае целесообразней привлекать оператора станка для выполнения всего многообразия задач, связанных с обслуживанием станков с ЧПУ: не только снимать и устанавливать заготовки и следить за обработкой, но и вводить управляющую программу в ЧПУ, проверять и оптимизировать ее.   

Программирование в цехе имеет определенные положительные и отрицательные стороны. Оно не требует больших затрат на организацию работы и позволяет оперативно вносить изменения в уже существующие программы. Однако чтобы оно было эффективным, необходимо выполнить ряд условий:

  1. управляющая программа должна иметь небольшой объем и не требовать при ее составлении громоздких и сложных вычислений;
  2. ассортимент обрабатываемых на станках с ЧПУ изделий не должен быть большим и не должен часто меняться;
  3. оператор станков с ЧПУ не должен одновременно обслуживать много станков;
  4. оператор станков с ЧПУ должен иметь высокую квалификацию, позволяющую выполнять не только простые операции по обслуживанию станка, но и функции технолога-программиста.

Составление управляющих программ

в специализированном подразделении по программированию

 Подготовка программ силами специализированных подразделений характерна для относительно крупных производственных фирм, оснащенных разнообразным оборудованием с ЧПУ и имеющих стабильные заказы. В этом случае для фирмы экономически нецелесообразно производить составление программы в цехе непосредственно у станков, так как это приводит к значительным потерям машинного времени. Гораздо более выгодным является организация отдельного подразделения, выполняющего исключительно расчеты и составление управляющих программ, благодаря чему постоянно создаются условия для максимальной загрузки станков с ЧПУ и бесперебойного изготовления на них изделий.

Если подразделение располагает программистами высокой квалификации, изготавливаемые изделия не отличаются высокой сложностью, и смена номенклатуры изделий происходит редко, то для составления эффективных управляющих программ, как правило, вполне достаточно ручного способа программирования. Если одно из перечисленных условий не соблюдается, то для успешной работы в современных условиях необходимо использовать автоматизированные способы подготовки программ.

Существует несколько уровней автоматизации программирования для ЧПУ:

  1. первый уровень – расчет на компьютерах геометрических координат характерных точек траектории, по которым режущий инструмент перемещается в процессе обработки;
  2. второй уровень – расчет на компьютерах управляющей программы по выполнению одним инструментом отдельного перехода технологической операции и составление  текста программы на этот переход в кодах конкретной системы ЧПУ;
  3. третий уровень - расчет на компьютерах управляющей программы на операционный технологический процесс и составление  текста программы в кодах конкретной системы ЧПУ.

Составление управляющих программ

в конструкторско-технологическом подразделении

Благодаря интенсивной компьютеризации производства появилась возможность проводить подготовку управляющих программ силами сотрудников конструкторско-технологических подразделений. Эта работа выполняется с помощью CAD/CAM-систем, которые позволяют организовать на одном компьютере универсальное рабочее место и выполнять на нем весь комплекс работ: от разработки изделия до разработки управляющих программ для его изготовления на станках с ЧПУ.

Использование CAD/CAM-систем  при составлении управляющих программ в работе конструкторов и технологов:

  1. позволяет использовать геометрическую модель изготавливаемого изделия для составления в интерактивном диалоговом режиме операционного технологического процесса ее обработки;
  2. избавляет от необходимости выполнять математические вычисления траекторий перемещений режущего инструмента при обработке на станках с ЧПУ;
  3. позволяет составить управляющую программу в специальных кодах для различных систем ЧПУ, задавая исходные технологические параметры в словесной форме с использованием общетехнических терминов;
  4. позволяет выполнить графическую имитацию обработки изделия по составленной управляющей программе и внести, при необходимости, корректировки в программу;
  5. позволяет получить большую часть необходимой для документооборота технологической документации.

В большинстве случаев применение CAD/CAM-систем позволяет объединить труд представителей нескольких специальностей в лице одного специалиста – конструктора-технолога-программиста. Исключение составляют лишь программы обработки особо сложных деталей, разработка которых требует специфических знаний по технологии и математике.

Процедура ручного составления управляющих программ

Ручной способ подготовки управляющих программ применяется, как правило, в двух случаях:

  1. при изготовлении технологичных и несложных по конструкции изделий, когда трудоемкость подготовки управляющей программы вручную соизмерима с трудоемкостью подготовки исходных данных для автоматизированного программирования;
  2. когда на предприятии отсутствуют технические средства по автоматизированной подготовке управляющих программ.

Для выполнения ручного программирования необходимо иметь:

  1. чертеж детали с техническими требованиями на ее изготовление;
  2. руководство по эксплуатации станка с ЧПУ, на котором будет выполняться обработка;
  3. инструкцию по программированию для системы ЧПУ данного станка;
  4. сведения об имеющемся режущем инструменте с указанием настроечных размеров;
  5. нормативы режимов резания.

Результатом ручного программирования является текстовая или табличная запись управляющей программы, которая затем либо набирается непосредственно на пульте станка, либо наносится с помощью специальной техники на программоноситель, с которого загружается в систему ЧПУ станка.

Ручная подготовка управляющей программы организационно представляет собой достаточно сложный процесс, в котором собственно составление текста управляющей программы является лишь одним из нескольких взаимосвязанных этапов. На рис. 12.7изображена структурная схема организационного процесса ручного составления управляющей программы, характерного для стабильно работающего предприятия.

Рис. 2.7. Структурная схема ручного составления управляющей программы

3. Автоматизации разработки управляющих программ

3.1. Системы автоматизации программирования (САП)

Составной частью процесса технологической подготовки производства является программирование работы оборудования с ЧПУ, которое может выполняться как в ручном режиме, так и с применением средств автоматизации.

“Ручное” программирование состоит в том, что технолог по заданному операционному технологическому процессу рассчитываем траекторию перемещения инструмента, назначаем необходимые технологические команды (подачу, охлаждение, смену инструмента и т.д.). При этом требуется детальная проработка технологического процесса, когда определяются не только отдельные рабочие ходы, но и производится расчленение каждого  из них на шаги, представляющие собой перемещения инструмента вдоль определенного геометрического элемента поверхности детали (цилиндр, конус, дуга и др.). Шагами могут быть и отдельные участки поверхности, обрабатываемые  с резными режимами резания.

Результатом программирования является управляющая программа (УП), которая представляет собой совокупность команд на языке программирования и определяет алгоритм функционирования станка по обработке конкретной заготовки.

При автоматизированном программировании в идеальном случае все задачи ручного программирования должны решаться на ЭВМ.

Оператор, управляющий станком с ЧПУ, обычно не принимает непосредственного участия в формировании детали, точность получаемых размеров и качество обработки обеспечивается УП и точностью станка.

“Автоматизированное” программирование заключается в том, что ряд задач выполняется с помощью  системы автоматизации программирования (САП). САП – это комплекс технических, программных, языковых и информационных средств, осуществляющих преобразование данных чертежа и технологии в коды устройства для управления оборудованием с ЧПУ. Они обычно организованы по структуре: входной язык, процессор, промежуточный язык, постпроцессор.

Структуру САП можно представить себе в виде, рис. 3.1.

Рис. 3.1. Структурная схема САП

Входной язык САП- это проблемно ориентированный язык, для описания исходных данных о детали и технологическом процессе ее обработки на оборудовании с ЧПУ, служит для ввода исходной информации в процессор.

Процессор САП - программное изделие для решения геометрических и технологических задач, и для управления процессом обработки данных на ЭВМ.

Промежуточный язык - внутренний программно-ориентированный язык, служащий для представления данных, передаваемых от процессора к постпроцессору.

В литературе промежуточный язык называют CL DATA (Cutter Location Data-данные о перемещении инструмента).

Постпроцессор САП - программное изделие, для адаптации УП к конкретному оборудованию с ЧПУ.

САП классифицируется по нескольким критериям, рис. 3.2:

а) по числу управляющих координат

б) по уровню принимаемых решений

в) по уровню

специализации

г) по форме представления исходных  данных

д) по режиму работы

Рис. 3.2. Критерии классификации САП

а). Двух-координатные САП готовят УП для токарных, электроэрозионных, газо-резательных и др. станков. Движение инструмента происходит в одной из координатных плоскостей.

2.5-координатные САП готовят УП для токарных, фрезерных, сверлильных и др. станков, при этом одновременное перемещение только по двум координатам.

Трех-координатные САП готовят УП для обработки произвольной поверхности второго порядка. Многокоординатные САП могут также обеспечивать угловые перемещения вокруг одной из координатных осей.

Примеры САП: 2,5коорд.: ЕСПС-ТАУ, САП-СМ, ТЕХТРАН, АДАРТ (США), NELAPT(Англ.), AutoText(ГДР), IFAPT(Франц), Гарт (Яп).

3- коорд.: MODAPT (Итал), PROMO (Франц).

Многокоорд.: АРТ(США-Automatically Programmed Tools).

б). К технологическим задачам, решаемым автоматизированно или нет, относятся такие, как типовые технологические циклы течения, сверления, нарезания резьбы, фрезерования кругового и прямоугольного, фрезерования пазов и карманов, разбиения припусков на проходы, расчет режимов резания и др.

в). универсальные САП – это системы широкого назначения. Например: АРТ-позволяет программировать обработку конусов, цилиндров, эллипсоидов, сфер, и др.

Специализированные САП - для подготовки УП по видам обработки (токарной, фрезерной, сверлильно-расточной, и др.).

Последние годы развития САП идет по пути создания специализированных систем с высоким уровнем автоматизации решения технологических задач.

Пример.            EXAPT(ФРГ), состоит из трех подсистем:      

EXAPT-MO1 - ядро системы;

EXAPT-MO2 - для токарных станков;

EXAPT-MO3 –сверл., фрез., ОЦ.

Подсистема EXAPT-MO2 включает следующие этапы:

                        -описание геометрии детали;

                        -описание технологических переходов;

                        -описание процесса обработки;

При этом автоматизировано решение задач:

-разбиение на проходы;

-расчет режимов резания;

-построение траектории движения инструмента при черновой. и чистой обработке;

- контроль на наличие столкновений.

В настоящее время выпускаются системами ЧПУ типа CNC со встроенными САП программаторами. Они поздравляют оперативно подготавливать УП (разрабатывать, отлаживать и редактировать) во время обработки другой установки. Это сокращает простой оборудования.

г). Большинство САП имеют свободную форму представления исходных данных на входном языке, в том числе – геометрическая модель.

При табличной форме технолог заполняет специальные бланки в виде таблиц.

Представление в форме «меню» это свойство интерактивных САП, когда с экрана дисплея запрашивается требуемая информация и по выбору пользователя она вводится в систему.

д). Первые САП работали в пакетном режиме, когда данные, подготовленные технологом, вводились в ЭВМ и преобразовывались в УП для станка. В случае ошибок - процедура повторялась.

При интерактивном решении программирование происходит в режиме диалога и возможно повторение УП с любой исходной точки. Но диалог ограничивает разработчика в выборе средств для решения задачи. Поэтому такие САП эффективны в производствах с невысокой сложностью высоким уровнем унификации изготовляемых деталей или их элементов.

Сегодня  происходит  серьезное  переосмысление  подходов  к  организации отечественного  промышленного  производства.  Требования  заказчиков  постоянно  повышаются,  их  квалификация  и  осведомленность  о  тех  или  иных  товарах  на  рынке  также  значительно  возросли,  и  поэтому  практически  во  всех  отраслях  приходится  искать  методы  заинтересованности  заказчиков  новейшими  разработками.  Главным  фактором  успеха  сегодня  становится  повышение  качества  и  скорости  проектирования  с  максимально  быстрым  доведением  продукта  до  рынка.

Без  компьютерной  автоматизации  уже  невозможно  производить  современную  сложную  технику.  Во  всем  мире  происходит  резкий  рост  компьютеризации  на  производстве  и  в  быту.  Внедрение  компьютерных  и  телекоммуникационных  технологий  повышает  эффективность  и  производительность  труда.  В  условиях  рыночной  экономики  и  активной  конкуренции  особую  остроту  для  машиностроительных  заводов  приобретает  проблема  регулярного  обновления  продукции,  выпуска  новых  модификаций  уже  разработанных  изделий.  Прежде  чем  выпустить  новую  конкурентоспособную  продукцию,  необходимо  провести  большую  работу  по  сбору,  накоплению  и  оперативной  обработке  информации.  Переработка  больших  объемов  информации  в  настоящее  время  невозможна  без  использования  ЭВМ.

На  крупных  предприятиях  на  передний  план  выходят  вопросы  организации  взаимодействия  проектировщиков  и  обеспечения  интегрированного  процесса,  охватывающего  все  стадии - конструирование  изделия,  анализ,  технологическое  проектирование,  получение  программы  для  станка  с  ЧПУ.  Важным  элементом  новых  подходов  к  решению  технологических  задач  являются  инструменты  проектирования - конструкторские  и  технологические  САПР,  программы  анализа  и  системы  подготовки  производства.

Можно отметить следующие САП, разработанные в свое время в операционной системе MS DOS:

САП-2; СППС; СПС-ТАУ;

САП «ТЕХТРАН»; САПФИР4 и др.

В последние 5-10 лет наиболее известны фирмы и их программные продукты.

 Российские  фирмы:  АО  «Топ  Системы»  (г. Москва),  компания  «Аскон»  (г. Москва,  г. Санкт-Петербург),  АО  «АвтоМеханика»  (г. Москва),  НТЦ  «Вектор» (г. Москва),  НТЦ  «Конструктор»  (г. Москва),  НТЦ  «ГЕММА»  (г. Москва),  компания  «ТЕСИС»  (г. Москва).

          Зарубежные  фирмы:  компания  «Omega  Technologies  Ltd.»  (офисы  в  городах  Москва  и  Ижевск),  компания  «Autodesk»  (г. Москва),  компания  «Delcam»  (г. Москва),  фирма  «Sprut  Technology»  (г. Москва)  корпорация  «SolidWorks» (г. Москва).

       Эти фирмы предлагают  полный  набор  программных  средств,  обеспечивающих  высокие  темпы,  качество  проектных  решений,  как  для  предприятий,  так  и  отдельных  пользователей.  Эти  пакеты  прикладных  программ  используют  новейшие  идеи  в  области  САПР  и  обеспечивают  комплексную  автоматизацию  на  использовании  CAD/CAM/CAE - систем  в  проектировании  технологических  процессов;  составлении  технологической  документации,  отвечающей  всем  требованиям  ЕСКД;  в  анализе  и  изготовлении  изделий  в  машиностроении.

3.2. Примеры отечественных САП

Рассмотрим некоторые из этих систем.

3.2.1. Система T-FLEX ЧПУ  для станков с ЧПУ

Для  подготовки  программ  для  станков  с  ЧПУ  фирма  "Топ  Системы"  предлагает  свою  разработку T-FLEX  ЧПУ.  Можно  выделить  пять  основных  достоинств,  которые  делают  систему  T-FLEX  ЧПУ  привлекательной  для  многих  российских  предприятий.  Это -   высокая  функциональность  системы,  простота  в  освоении  системы,  качественное  техническое  сопровождение  (имеется  в  виду  адаптация  системы  к  оборудованию  клиентов  и  консультации  конечных  пользователей  системы),  постоянное  обновление  системы  (пользователь  в  течение  года  получает  бесплатно  все  обновленные  версии),  и  привлекательная  ценовая  политика.

Система подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ обеспечивает создание управляющих программ для контурной и объёмной обработки заготовок, визуализацию траекторий обработки и движения инструмента. T-FLEX ЧПУ обладает широкими возможностями настройки под конкретное оборудование. T-FLEX ЧПУ - встраиваемый в систему T-FLEX CAD модуль, благодаря чему получается полноценное CAD/CAM-решение. При такой организации приложения исключается возможность искажения геометрии моделей, передаваемых от конструктора к технологу-программисту, упрощается модификация геометрии модели, поддерживается сквозная параметризация.

T-FLEX ЧПУ - встраиваемый в систему T-FLEX CAD модуль,

благодаря чему получается полноценное CAD/CAM-решение.

Интеграция систем T-FLEX ЧПУ и T-FLEX CAD

T-FLEX ЧПУ - профессиональная среда создания управляющих программ для различных видов обработок в сочетании со средствами параметрического трехмерного и двухмерного моделирования. Благодаря ассоциативной связи между геометрией заготовки и параметрами управляющих программ, T-FLEX ЧПУ обеспечивает непротиворечивость информации о модели детали и программе ее изготовления и создает предпосылки для параллельного проведения конструкторского и технологического проектирования. При параметрическом изменении исходной модели детали, полученной на этапе конструирования, происходит автоматическое изменение рассчитанной траектории обработки и полученной по данной траектории управляющей программы. Эта отличительная особенность T-FLEX ЧПУ позволяет начать разработку управляющих программ на более раннем этапе подготовки производства и улучшить их качество.

Интерфейс задания параметров команд T-FLEX ЧПУ полностью встроен в область служебных окон T-FLEX CAD, что позволяет выполнять задание траекторий и подготовку программы ЧПУ, не выходя из среды проектирования и автоматически синхронизировать операции механической обработки в соответствии с изменениями геометрии модели. Кроме того, пользователь получает всю по\нот\ функциональности системы T-FLEX CAD, позволяющей создавать модели л чертежи обрабатываемых деталей с нуля и возможность разрабатывать приспособления и режущий инструмент.

  

Типы обработок в модулях электроэрозионной и лазерной обработок

Модульное строение

T-FLEX ЧПУ гибко настраиваемая система, построенная по модульному принципу, т.е. к базовому модулю можно подключать любой набор методов обработки: электроэрозионной и лазерной (2D-, 2.5D- и 4D-резание, гравировка текста); точения; гравировки; 2D- и 5D-сверления; 2D-, 2.5D-, 3D- и 5D-фрезерования, штамповки.

Отдельные опции команд позволяют создавать специализированные программы для обработки кулачков, газовой или гидроструйной резки.

Базовый модуль

Включает такие инструменты, как:

– Редактор режущего инструмента - предназначен для задания конструкторско-технологических параметров режущего инструмента. который используется при обработке конкретных деталей. Позволяет создавать базы данных инструмента, с последующим использованием их в качестве библиотек (для участка, цеха, по видам обработки и пр.).

– Редактор пользовательских машинных циклов - предназначен для создания и редактирования машинных циклов стоек управления для токарной, сверлильной и фрезерной обработок. Созданное описание машинных циклов используется при подготовке программ для конкретных станков и стоек, позволяя создавать управляющие –программы с использованием специализированных циклов обработки.

– Редактор постпроцессоров - предназначен для создания и редактирования пользовательских постпроцессоров (интерфейсных программ, предназначенных для перекодировки УП в систему команд конкретных станков и стоек) для всех видов обработки. Модуль представляет собой диалоговый редактор, позволяющий за короткое время создать пользовательский формат кадров и структуру управляющей программы. Для более тонкой и полной настройки предлагаются средства прямого программирования постпроцессоров с пользовательскими примерами. С системой поставляется библиотека, которая содержит более 350 готовых постпроцессоров. Их редактирование ускоряет доводку необходимых пользователю постпроцессоров. В стоимость T-FLEX ЧПУ также включено создание нескольких постпроцессоров для оборудования пользователя.    – Имитатор обработки без съема материала - предназначен для быстрой предварительной оценки пользователем результатов своей работы. Имитатор отображает движение режушего инструмента по указанной пользователем траектории, позволяя увидеть зарезы обрабатываемой детали. Для предприятий, стремящихся автоматизировать процесс подготовки производства, максимально использовать возможности оборудования и получать более высокие результаты по точности и качеству поверхности обрабатываемых деталей, T-FLEX ЧПУ является наилучшим выбором.

– Редактор режущего инструмента - предназначен для задания конструкторско-технологических параметров режущего инструмента. который используется при обработке конкретных деталей. Позволяет создавать базы данных инструмента, с последующим использованием их в качестве библиотек (для участка, цеха, по видам обработки и пр.).

– Редактор пользовательских машинных циклов - предназначен для создания и редактирования машинных циклов стоек управления для токарной, сверлильной и фрезерной обработок. Созданное описание машинных циклов используется при подготовке программ для конкретных станков и стоек, позволяя создавать управляющие программы с использованием специализированных циклов обработки.

– Редактор постпроцессоров - предназначен для создания и редактирования пользовательских постпроцессоров (интерфейсных программ, предназначенных для перекодировки УП в систему команд конкретных станков и стоек) для всех видов обработки. Модуль представляет собой диалоговый редактор, позволяющий за короткое время создать пользовательский формат кадров и структуру управляющей программы. Для более тонкой и полной настройки предлагаются средства прямого программирования постпроцессоров с пользовательскими примерами. С системой поставляется библиотека, которая содержит более 350 готовых постпроцессоров. Их редактирование ускоряет доводку необходимых пользователю постпроцессоров. В стоимость T-FLEX ЧПУ также включено создание нескольких постпроцессоров для оборудования пользователя.

– Имитатор обработки без съема материала - предназначен для быстрой предварительной оценки пользователем результатов своей работы. Имитатор отображает движение режушего инструмента по указанной пользователем траектории, позволяя увидеть зарезы обрабатываемой детали. Для предприятий, стремящихся автоматизировать процесс подготовки производства, максимально использовать возможности оборудования и получать более высокие результаты по точности и качеству поверхности обрабатываемых деталей, T-FLEX ЧПУ является наилучшим выбором.

Программы для станков с ЧПУ

Штамповка

Штамповочный модуль T-FLEX ЧПУ может создавать траектории одиночного удара инструментом произвольной формы. Пользователь может устанавливать габаритные ограничения зон смены инструмента и зон перехватов листа обрабатываемого материала. Аля данного модуля доступна новая возможность вставки фрагмента чертежа с траекториями обработки и включением их в общий список траекторий. Для имитации траекторий обработки штамповочного модуля может быть использован встроенный имитатор, позволяющий в покадровом режиме проконтролировать отработку УП: переходы между контурами, смену инструмента, отвод инструмента либо внешний имитатор T-FLEX NC Tracer 3D со съёмом материала.

Рабочее окно T-FLEX ЧПУ. Модуль штамповки

30-фрезерование

Выполнение операций ЗD-фрезерования основывается на трехмерной геометрии детали и позволяет задавать обработку как поверхностных, так и твердотельных моделей. Система поддерживает различные стратегии обработки (послойную, эквидистантную, по спирали) и пользователь, изменяя параметры, может создать как черновую выборку материала, так и чистовую обработку детали. При создании управляющей программы может использоваться либо аналитическое, либо дискретное описание модели. T-FLEX ЧПУ позволяет создавать УП для зонной обработки твердых тел и их сечений (обработка ограниченной поверхности тела', выполнять различные технологические переходы (обработку колодцев, подборку ребер, расчет спиралевидной траектории для обработки тел вращения, и др.).

Построение траекторий движения инструмента в модуле ЗD-фрезерной обработки

происходит на основе ЗD-модели T-FLEX CAD.

5D-фрезерование

Данный вид фрезерования применяется для объемной обработки поверхностей и твердых тел с расширенными возможностями определения положения инструмента относительно обрабатываемой детали. Расчет траекторий производится как на основе изопараметрических параметров поверхностей, так и с учетом заданных пользователем направляющих путей и геометрических параметров. Наклон инструмента можно задать с помощью векторов смещений, углов опережения или выбрав ориентирующий путь, определяющий изменяющуюся ориентацию инструмента. Для обработки пространственно сложных поверхностей (поверхностей двойной кривизны) в T-FLEX ЧПУ используется расчет траекторий, выполняемый по объединенной поверхности - единой параметрической области, сформированной аля задания положения инструмента. В системе возможно непрерывное и позиционное 5 D-фрезерование с параметрическим определением зон фиксирования наклона инструмента, а также задание переменного припуска и рабочей подачи в определенных пользователем параметрических зонах. Использование этих опций позволяет повысить качество обрабатываемых деталей за счет сокращения изменений направления и сохранения постоянной скорости резания при сложных перемещениях инструмента.

5D-сверление

Модуль для расчета траектории сверления произвольно ориентированных в пространстве отверстий (эти элементы не редкость в корпусных деталях). В модуле реализован набор машинных циклов 5D-сверления, торцовки, глубокого сверления, нарезания резьбы метчиком и растачивания. Использование модуля позволяет увеличить точность и сократить время обработки за счет сокращения количества установов детали и связанных с ними наладочных работ.

Обработка кулачков

В T-FLEX ЧПУ обработка объёмных кулачков - отдельный вид обработки, предназначенный для фрезерования секторных и замкнутых тел вращения. При этом рассчитываются концентрические проходы, расположенные в плоскостях ортогональных к оси вращения детали. Формообразующее перемещение инструмента производится аналогично перемещению толкателя во время работы кинематической пары.

В T-FLEX ЧПУ обработка объёмных кулачков - отдельный вид обработки,

предназначенный для фрезерования секторных и замкнутых тел вращения.

Ремонт и модернизация оборудования с ЧПУ

Специалисты компании «Топ Системы» имеют богатый опыт по проведению подобных работ. Затраты на модернизацию составляют около 50% от стоимости нового станка, при обеспечении тех же функциональных и технологических возможностей. При этом модернизированное оборудование отвечает требованиям технологии на ближайшие 10-12 лет.

Основные виды сотрудничества с Заказчиками

Модернизация станочного оборудования заказчика под ключ со всеми видами работ (проектные, монтажные, пуско-наладочные).

Осуществление проектных и пуско-наладочных работ при модернизации
станочного оборудования заказчика. В данном случае монтажные работы
проводятся специалистами заказчика под контролем специалистов компании
«Топ Системы».

В случае приобретения у нас готового проекта модернизации и комплектации
наши сотрудники оказывают все необходимые консультационные услуги для
проведения всех работ силами заказчика.

Список типового модернизированного оборудования

Токарное: 16К20ФЗ; 16Б16; СТП-220; КПК 125; MD5S; SDNC-610; ENN-400;

Pittler NF-160/400; MDW-10F и др.

Фрезерное: ИР800; KMЦ 600; МС1 2-250; ВМ1 2-500; 6520ФЗ; 245ВМФ; 2623ПМФ4; КС12-500; OЦ1 И-22; ЛР395ПМФ4; Микромат 9С; МАНО MC5-HS и др.

Уникальное: СФП-1 Р; Schiess 25DSC200; 2Б660Ф2; НС66Ф1; 1563; 1540Ф1 и др. 

3.2.2. Программы T-FLEX NC Tracer для станков с ЧПУ

Основные возможности

T-FLEX NC Tracer позволяет решить такие задачи, как:

– загрузку ЗD-модели с крепежными элементами приспособлений и прочей оснасткой;

– имитацию различных типов 2D, 2.5D, 3D и 5D обработки;

– динамическое вращение, панорамирование и увеличение изображении модели обрабатываемой детали;

– чтение файлов управляющих программ в кодах ЧПУ по стандарту ISO6983/DIN66025(24);

– задание твёрдотельных моделей заготовки, крепёжных приспособлений и оснастки в виде прямоугольного бруска, цилиндра и VRML-модели любой формы;

– позиционирование, перенос и поворот твёрдотельных моделей для точной имитации обработки;

– определение возможных столкновений инструмента с заготовкой, крепёжными приспособлениями и оснасткой, отслеживание врезания инструмента в заготовку на быстром ходу, обнаружение других ошибок в управляющей программе;

– совершенную визуализацию: прозрачность и тени, динамическое изменение освещения, точное масштабирование фрагментов, запись  воспроизведение процесса обработки, создание фотореалистичных изображений;

– изменение цвета обрабатываемой детали при смене инструмента; возможность создания баз данных инструментов используемых при обработке на одном или нескольких станках;

– интерактивное редактирование управляющих программ;

– режим «отладки» управляющей программы с возможностью поэлементного поиска внутри исходных кодов (команды, строки и т.д.);

–  вращение обрабатываемой модели непосредственно в процессе обработки;

–  получение твёрдотельной модели на каждом шагу обработки;

– проведение ряда операций (создание сечений перпендикулярными плоскостями, создание сечений в плоскости инструмента, создание разрезов, просмотр зоны контакта системы «Заготовка - Инструмент - Деталь» и т. д.) как в момент обработки модели, так и после.

В качестве заготовки T-FLEX NC Tracer может использовать как объемные геометрические примитивы 'цилиндр и параллелепипед), так и сложные 3D-модели.

В системе T-FLEX NC Tracer существует возможность различать обработки и помечать их различными цветами, которые изначально задаются пользователем. То есть для каждого инструмента устанавливается цвет обработанной им поверхности. При имитации процесса обработки, этим цветом окрашивается поверхность, по которой данный инструмент совершил проход.

Такое цветовое разделение облегчает пользователю просмотр имитации и позволяет более детально разобраться в движениях инструмента. После выгрузки ЗD-модели, ее можно использовать для визуального сравнения с исходной моделью в T-FLEX CAD, загружать в программное обеспечение координатно-измерительных машин с целью более точной оценки качества полученной детали или использовать в качестве заготовки при имитации следующей операции обработки.

Архитектура системы

В отличии от T-FLEX ЧПУ, T-FLEX NC Tracer является самостоятельным программным продуктом, что позволяет использовать систему T-FLEX NC Tracer отдельно от остальных программ комплекса T-FLEX, например, для визуализации УП, написанных вручную. Единственное требование к просматриваемым управляющим программам - их соответствие стандартам ISO 6983 или DIN 66025/26. По типам визуализации обработок система подразделяется на три вида:

  1.  T-FLEX NC Tracer 2D - для имитации токарной обработки, с возможностью
    визуализации растачиваний, осевого сверления, точения канавок в осевом отверстии и т.д.;
  2.  T-FLEX NC Tracer 3D - для имитации 2.5D, ЗD-фрезерования и 2D- сверления;
  3.  T-FLEX NC Tracer 5D - для имитации 2.5D, 3D-, 5D-фрезерной обработки и 2D-, 5D-сверления, включая 2D- и ЗD-фрезерные обработки, происходящие в различных, непараллельных плоскостях.

В T-FLEX NC Tracer 2D возможно проводить контроль размеров получаемой детали

на любом этапе имитации токарной обработки.

В качестве заготовки T-FLEX NC Tracer может использовать

как объемные геометрические примитивы, так и сложные ЗD-модели

T-FLEX NC Tracer 5D возможно просматривать имитацию УП

для сложных поверхностей.

3.2.3. Система  автоматизации  программирования  - «КОМПАС-ЧПУ»

Система  «КОМПАС-ЧПУ»  обеспечивает  автоматизированное  проектирование  управляющих  программ  для  станков  с  ЧПУ  различных  классов:

  1. станки  сверлильно-фрезерной  группы  и  обрабатывающие  центры;
  2. электроэрозионные  станки;
  3. токарное  оборудование;
  4. станки  для  газовой,  лазерной  и  плазменной  резки; гравировальные  станки;

Основное  программирование  обработки  выполняется  в  пределах  2,5  координат.  Дополнительно  имеется  возможность  выполнять  3D- обработку  линейчатых  и  сплайновых  поверхностей  шаровой  фрезой,  а  также  программировать  обработку  для  четырех координатных  электроэрозионных  станков.

В  КОМПАС-ЧПУ  не  существует  исходной  программы  в  традиционном  понимании,  в  языковом  виде.  Программирование  осуществляется  путем  последовательного  задания  так  называемых  технологических  блоков.  Каждый  блок  представляет  собой  типовой  набор  технологических  действий,  например,  "сверление  группы  отверстий"  или  "фрезерование  занижения".  Обработка  в  блоке  может  выполняться  несколькими  инструментами,  например,  последовательное  черновое  и  чистовое  фрезерование  поверхности  различными  фрезами. КОМПАС-ЧПУ  осуществляет  автоматический  расчет  технологических  режимов  обработки  с  учетом  характеристик  инструмента  и  обрабатываемого  материала.

Режим  графического  контроля  дает  возможность  просматривать  на  экране  реалистичное  изображение  траектории  движения  инструмента  при  обработке.  Такой  просмотр  может  осуществляться  как  по  отдельным  блокам,  так  и  для  всей  исходной  программы  в  целом.

Формирование  управляющей  программы  (УП)  для  станка  с  ЧПУ  выполняется  соответствующим  постпроцессором.  Сформированная  программа  помещается  в  архив  УП,  где  она  доступна  для  просмотра  и  редактирования.  Вывод  УП  осуществляется  на  перфоленту  или  в  файл.  Для  подключения  к  компьютеру  перфоратора  и  фотосчитывающего  устройства  используется  специальная  плата  сопряжения.

Наряду  с  УП  технолог  может  получить  карту  наладки  станка  с  ЧПУ  и  расчетно-технологическую  карту.  Система  включает  широкий  набор  готовых  постпроцессоров  для  различных  моделей  систем  ЧПУ  (Н-33,  2С42-61,  2С85-63,  VECTOR,  2М43  и  т.д.).  В КОМПАС-ЧПУ  имеется  инвариантный  постпроцессор,  который  можно  настраивать  на  обслуживание  различного  оборудования.

4. Разработка технологии, моделирование и подготовка управляющих программ (УП) в ADEM CAM

              

ADEM CAM позволяет задавать технологические переходы как для конструктивных элементов состоящих из плоских 2D-контуров и 3D моделей, созданных в модуле ADEM CAD, так и для импортированных плоских и объемных моделей. ADEM CAM включает инструменты для редактирования технологического маршрута и моделирования процесса обработки.

Результатом работы модуля ADEM CAM является, отлаженная в процессе моделирования, управляющая программа для станка с ЧПУ. Технологические объекты, составляющие технологический процесс обработки, ассоциативно связанны с геометрической моделью, созданной в ADEM CAD или импортированной из других систем проектирования. То есть все изменения, внесенные конструктором в геометрическую модель проектируемого изделия, автоматически отражаются на технологическом процессе обработки.

Модуль ADEM  CAM является частью интегрированной системы, и включает ряд подсистем совместно функционирующих в едином технологическом пространстве:

- глубокое взаимодействие с модулем Adem CAD,

- подготовка управляющих программ (УП) с использованием любых видов геометрических данных, плоских эскизов, чертежей, поверхностей, твердых тел и их комбинаций,

- полная ассоциативность геометрической и технологической моделей, автоматическое отслеживание в УП изменений внесенных конструктором,

- динамическое моделирование процесса обработки с возможностью задания сложной заготовки (штамповка, литье) и сравнения результата обработки с математической моделью,

- генерация постпроцессоров для всех типов стоек с ЧПУ при помощи модуля Adem GPP,

- библиотека готовых постпроцессоров (более 200 наименований) для большинства российских и зарубежных стоек с ЧПУ, возможность доработки и корректировки постпроцессоров,

- 2х-, 2.5х-, 3х-, 5х -координатное фрезерование,

- расчет траектории движения инструмента используя схемы: эквидистанта, обратная эквидистанта, петля эквидистантная, зигзаг эквидистантный, спираль, петля, зигзаг, петля UV, зигзаг UV, петля контурная, зигзаг контурный, карандашная,

- контроль остаточного припуска отдельно для внешних и внутренних границ конструктивного элемента,

- автоматический подбор необработанных зон для 2х -, 2.5х - и 3х - координатного фрезерования,

- автоматический расчет точки врезания, врезание по нормали, линейное с наклоном, радиусное с наклоном, предварительное засверливание,

- формирование подхода и отхода по нормали, линейного (с контролем длины и угла) или радиусного (с контролем радиуса и угла разворота),

- использование станочных циклов, работа с вызовом подпрограмм,

- формирования нескольких вариантов маршрута обработки в рамках одного проекта,

- использование инструмента всех типов: фрезы концевые, конические, угловые, дисковые, со скруглением или сферические,

- создание библиотеки инструментов,

- формирование переходов центровать, сверлить, развернуть, зенкеровать, расточить, нарезать резьбу,

- задание токарных переходов с моделированием объемов удаляемого припуска для каждого перехода,

- токарная обработка по схемам: черновое, предварительное, смещенное, прорезка, контурное, черновая прорезка,

- формирование переходов точить, расточить, отрезать, подрезать, нарезать резьбу токарный,

- создание собственной библиотеки токарных резцов с точным моделированием режущей кромки и заданием настроечной точки,

ADEM CAM комплектуется различными устройствами передачи УП на станки с ЧПУ.

На рис. 4.1 показаны основные понятия и определения, предназначенные для создания и редактирования технологии обработки деталей и подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ в системе ADEM CAM.

  

Рис. 4.1. Блок-схема основных понятий и определений в системе ADEM CAM

МАРШРУТ ОБРАБОТКИпоследовательность технологических объектов, который описывает что, как и в каком порядке будет обрабатываться:

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТ (ТО) – каждый конструктивный элемент с определенным технологическим переходом или технологическая команда.

КОНСТРУКТИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ (КЭ) - Конструктивный элемент – элемент детали, обрабатываемый за один технологический переход.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПЕРЕХОД (ТОб) – набор технологических параметров, определяющих стратегию обработки одного конструктивного элемента. Для создания технологического перехода нужно выбрать тип технологического перехода, задать параметры перехода и параметры инструмента.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КОМАНДА (ТК) - технологический объект не связанный с непосредственной обработкой (снятием металла). Кроме вспомогательных технологических команд Вы можете определить некоторые общие команды: начало цикла, плоскость холостых ходов и т.д.

CLDATA– последовательность команд станку. CLDATA содержит команды перемещения инструмента, команды не связанные с перемещением инструмента (например, включение/выключение шпинделя, охлаждения), справочную информацию (название УП, модель станка и т.п.).

УПРАВЛЯЮЩАЯ ПРОГРАММА (NCпрограмма) - последовательность команд для определенного вида оборудования.

4.1. Интерфейс модуля ADEM CAM 7.0

4.1.1. Рабочий стол ADEM CAM 7.0

После запуска системы на экран дисплея выводится рабочий стол ADEM CAD. В меню “Файл ” содержатся команды по созданию, открытию и сохранению рабочих файлов, по сохранению маршрута и управляющей программы, по выводу на печать чертежа или данных с экрана дисплея, по диспетчеризации файлов и выхода из системы.

В меню “Модуль” содержатся команды по вызову и активизации модулей:

  1.  Adem CAD –графический;
  2.  Adem CAM –технологический и по созданию УП;
  3.  Adem TDM – технологический и по созданию технологической документации;
  4.  Adem Verify – по объемному моделированию.

В падающем меню Модуль выбором пункта ADEM CAM открывается рабочий стол ADEM CAM,  рис. 4.2.

Рис. 4.2.  Рабочий стол модуля ADEM CAM 7.0

Рабочий стол модуля ADEM CAM содержит:

  -    в 1-й строчке сверху – имя модуля системы и рабочего файла;

  1.  во 2-й строчке сверху – заголовки  падающих меню (они такие же, как в модуле ADEM CAD);
  2.  в центре – графическое поле, в котором размещается  чертеж детали, и производятся все операции по моделированию процесса ее механообработки;
  3.  вокруг графического поля расположены панели управления с кнопками, содержащими пиктограммы команд для моделирования процесса механообработки  плоских (2D) и объемных (3D) моделей детали;
  4.  во 1-й и 2-й строчке снизу – строки состояния технологического модуля.

    Расположенные вокруг графического поля панели управления (см. рис. 11) имеют следующее назначение:   

1 – Конструктивные Элементы; 2 –  Переходы; 3 – Режимы САМ; 4 –   Стандартная  САМ; 5 – AdemVaultCAM; 6 –  Управление ТО; 7 – Процессор; 8 –  Моделирование 2D; 9 –  Моделирование 3D; 10 – Постпроцессор; 11 –  САМ информация ; 12 –  Команды; 13 – Настройка; 14 –  Камера САМ; 15 –  Рабочая плоскость САМ; 16 –  Режимы получения координат  САМ; 17 – Режимы отображения САМ;

18 – Режимы САМ.

4.1.2. Панели управления ADEM CAM 7.0

1 – Конструктивные Элементы

                              1      2     3      4      5      6     7     8       9     10    11   12    13

1 – Колодец; 2 – Уступ; 3 – Стенка; 4 – Окно; 5 – Плоскость; 6 – Паз; 7 – Отверстие;

8 – Торец; 9 – Область; 10 – Резьба; 11 – Скос; 12 – Плечо; 13 – Поверхность.

Конструктивный элемент — это геометрический элемент детали, обрабатываемый за один технологический переход. Модуль ADEM CAM работает с 13-ю типами конструктивных элементов, с помощью которых можно описать любую обрабатываемую деталь. Команды создания конструктивных элементов расположены на панели «Конструктивные элементы»:

Для создания конструктивного элемента любого типа необходимо: выбрать тип создаваемого конструктивного элемента, задать параметры, указать контура, определяющие границы конструктивного элемента или его сечения, и, при необходимости, указать поверхности, определяющие границы конструктивного элемента.

2 –  Переходы

 

                                            1     2      3      4      5     6      7      8     9      10

1 – Фрезеровать 2.5Х;  2 – Фрезеровать 3Х;  3 – Сверлить;  4 – Нарезать резьбу;  

5 – Расточить; 6 – Точить; 7 – Подрезать; 8 – Нарезать резьбу (токарный); 9 – Пробить;  10 – Резать.

Для создания управляющих программ на фрезерные станки с ЧПУ в ADEM используются фрезерные переходы. В ADEM реализовано плоское (2.5Х), объемное трех и пятикоординатное фрезерование, а также фрезерование с постоянным уровнем Z.

Для создания управляющих программ на сверлильные станки с ЧПУ в ADEM используются сверлильные и расточные переходы и переходы для нарезания резьбы.

Для создания управляющих программ на токарные станки с ЧПУ в ADEM используются токарные и расточные переходы и переходы для нарезания резьбы.

Команды задания технологических переходов расположены на панели «Переходы»:

3 – Режимы САМ

  

   1      2      3      4      5

1 – Оптимизация (оптимизация обработки группы отверстий); 2 – Параметры контура (задание типа стенки КЭ, изменение положения начальной точки контура и задание глубины контура); 3 – Цепочка (автоматическая сборка контуров, составленных из отдельных элементов); 4 – Выбор элементов (включение элементов в группу захватом одного узла); 5 – Выбор элементов (включение элементов в группу захватом всех узлов).

4 –   Стандартная  САМ

 

       1      2     3      4

1 – Открыть новый документ; 2 – Открыть документ (ранее созданный); 3 – Запись документа (текущего); 4 – Печать чертежа (текущего).

5 – AdemVaultCAM

    

      1      2       3       4       5       6

1 – Свойства (свойства документа); 2– Авторизация (ввод имени и пароля для доступа к базе данных); 3 – Сохранить (текущий документ, находящийся в работе); 4 – Фильтр 1 (открытие документа по фильтру 1); 5 – В работу (перевод текущего документа в работу); 6 – Просмотр списка версий документа.

 

6 –  Управление ТО (технологическими объектами)

  

                   1     2      3      4     5      6     7     8     9    10    11    12   13    14

1 – Маршрут (управление ТО); 2 – Исключить (временное исключение или восстановление ТО из маршрута обработки); 3 – Вставить; 4 – Дублировать; 5 – Изменить (изменение части ТО или его параметрических связей); 6 – Редактирование перехода ( редактирование параметров перехода); 7 – Редактирование КЭ (редактирование параметров конструктивных элементов с сохранением параметрических связей); 8 – Редактирование инструмента ; 9 – Удаление ТО; 10 – Копирование в текущий ТО КЭ из ранее созданного ТО с установлением параметрических связей по КЭ; 11 – Переход из маршрута (копирование в текущий ТО перехода из ранее созданного с установлением параметрических связей из перехода); 12 – Настройка (настройка параметров КЭ и технологического перехода по умолчанию); 13 – Предыдущий (переход к предыдущему  ТО в маршруте); 14 – Следующий (переход к следующему ТО в маршруте).

В процессе задания маршрута обработки может потребоваться  изменить параметры созданного технологического объекта, вставить новый технологический объект в маршрут, удалить созданный технологический объект и т.д.

Управление технологическими объектами осуществляется с помощью команд, расположенных на панели инструментов «Управление Технологическими Объектами» и в диалоге «Управление маршрутом». Используя эти команды, Вы можете временно исключить / восстановить технологический объект, изменить последовательность технологических объектов в маршруте, вставить между объектами новый объект, удалить выбранные или все технологические объекты.

ADEM CAM позволяет редактировать параметры созданных конструктивных элементов, технологических переходов и технологических команд, а также изменять тип конструктивного элемента или технологического перехода. Кроме того, Вы можете создавать технологические объекты, параметрически связанные по конструктивному элементу или технологическому переходу, что позволяет задавать несколько технологических переходов для одного конструктивного элемента или использовать один технологический переход для нескольких конструктивных элементов.

Команды управления технологическими объектами расположены на панели инструментов «Управление Технологическими Объектами» и в диалоге «Управление маршрутом». Они позволяют изменять последовательность технологических объектов в маршруте, временно исключать и восстанавливать технологические объекты, вставлять между объектами новый технологический объект, удалять выбранные или все технологические объекты и др. Большинство команд управления и редактирования применяются к текущему технологическому объекту. Текущим является ТО, номер и параметры которого отображены в информационной строке, и геометрия которого подсвечена.

ADEM CAM позволяет временно исключать технологические объекты из маршрута. При исключении технологического объекта из маршрута перед его номером в информационной строке и в диалоге «Управление маршрутом» появляется символ «*» (звездочка). Технологические объекты, временно исключенные из маршрута, не учитываются при расчете траектории движения инструмента.

Если перед номером технологического объекта в информационной строке и в диалоге «Управление маршрутом» отображен символ «#», то данный технологический объект исключен системой автоматически, например, в связи с нарушением целостности геометрической модели. В этом случае необходимо переопределить геометрию конструктивного элемента.

Чтобы временно исключить технологический объект:

  1.  Сделайте текущим технологический объект, который Вы хотите временно исключить из маршрута. Чтобы получить дополнительные сведения о выборе текущего технологического объекта, смотрите раздел «Активизация технологического объекта».
  2.  Нажмите кнопку «Исключить» на панели инструментов «Управление Технологическими Объектами».

7 – Процессор

    

 1       2       3       4       5       6

1 – Процессор (расчет последовательности технологических команд обработки заданных технологических объектов); 2 – Выполнить текущий ТО (расчет последовательности технологических команд обработки текущих технологических объектов); 3 – Адаптер (преобразование расчетной траектории движения инструмента в УП для конкретной модели станка с ЧПУ); 4 – Процессор + Адаптер (запуск процессора и адаптера друг ха другом); 5 – Редактор CL DATA; 6 – Пакетный режим.

Управляющая программа (УП) - последовательность команд для определенного вида оборудования. Перед генерацией управляющей программы необходимо рассчитать траекторию движения инструмента и выбрать конкретный вид оборудования (модель станка). Команды по расчету траектории движения инструмента (файл CLDATA) расположены на панели “Процессор”:

8 –  Моделирование 2D (плоское)

   

1      2       3       4       5

1 – Полное моделирование обработки с выводом координат текущего положения инструмента; 2 – Моделирование обработки с выводом в информационной строке координат инструмента в конечной точке текущего элемента; – Показать траекторию (отображение траектории движения настроечной точки инструмента); 4 – пошаговое моделирование обработки с выводом в информационной строке координат текущего положения инструмента; 5 – погасить траекторию движения настроечной точки инструмента.

Команда «Полное моделирование» используется для моделирования обработки с отображением в строке состояния координат текущего положения инструмента и параметров инструмента (подача, скорость вращения шпинделя, СОЖ).

Команда «Моделирование» используется для моделирования обработки с отображением в строке состояния координат инструмента в конечной точке текущего элемента CLDATA и параметров инструмента.

Команда «Пошаговое моделирование»  (панель «Моделирование 2D») используется для моделирования обработки с отображением в строке состояния координат текущего положения инструмента и параметров инструмента (подача, скорость вращения шпинделя, СОЖ). При этом инструмент останавливается в каждой конечной точке текущего элемента CL DATA. Для продолжения моделирования нажмите любую клавишу на клавиатуре или левую кнопку мыши.

9 –  Моделирование 3D (объемное)

  

Для объемного отображения траектории движения инструмента и моделирования обработки Вы можете использовать модуль ADEM Verify, который включается панелью ”Объемное моделирование”. Конечным результатом моделирования обработки будет твердотельная тонированная модель.

10 – Постпроцессор

     

1      2      3

1 - «Просмотр CLDATA»;  2 –  «Просмотр управляющей программы»; 3 - «Время и длина».

После преобразования файла CLDATA в управляющую программу можно просмотреть текст УП с помощью команд, расположенных на панели «Постпроцессор»:

При выполнении команды «Адаптер» на панели «Процессор» вычисляется время обработки для определенного вида оборудования и длина управляющей программы в метрах перфоленты. Для просмотра этих параметров нажмите кнопку «Время и длина» на панели «Постпроцессор» появится диалог «Параметры» с временем обработки и длиной УП.

11 –  САМ информация

  

 1      2     3      4      5      6      7     8

1 – Информация (информация об имени программы и детали); 2 – Станок (информация о типе и модели оборудования, для которого формируется УП); 3 – Проект (управление проектами: создание нового проекта; копирование, удаление выбранного объекта); 4 – Зона (создание, удаление и изменение параметров зоны); 5 – Масштаб (задание значения пользователем масштаба); 6 – Калькулятор; 7 – Заготовка (задание материала заготовки);  8 – Прижим (задание параметров прижима).

12 –  Команды

  

  1      2     3      4      5      6     7      8      9     10    11   12   13    14    15     16

1 – инструмент (назначение и корректировка инструмента); 2 – начало цикла (определение начала цикла в ПСК); 3 – безопасная позиция (задание безопасной позиции); 4 – плоскость холостых ходов; 5 – перезахват (задание перезахвата для прессов с ЧПУ); 6 – стоп (осуществление программного останова станка и УП с выключением шпинделя); 7 – останов (осуществление программного останова станка и УП без выключения шпинделя); 8 – отвод (перемещение инструмента из текущего положения в безопасную позицию); 9 – аппроксимация (задание максимального значения погрешности при аппроксимации кривой); 10 – поворот (поворот оси шпинделя вокруг 1, 2, 3-х осей вращения текущей системы координат); 11 – комментарий (создание комментария); 12- вызов программы (выполнение программы); 13 – вызов цикла (выполнение цикла в заданной точке); 14 – команда пользователя (произвольная технологическая команда, параметры которой определяются пользователем); 15 – Ручной ввод (ручной ввод CL DATA); 16 – Контрольная точка.  

Технологические команды расположены на панели “Команды”. Технологическая команда может быть задана в любой момент проектирования обработки.

 

13 – Настройка

   

Настройка диалогов, меню выбора и организации доступа к таблицам базы данных;

14 –  Камера САМ

   

    1      2      3     4      5      6      7

1 –Сохранить текущий вид; 2 – Восстановить текущий вид; 3 – Изометрический вид;

4 – вид на грани (ориентация вида относительно выбранной грани); 5 – Показать все (размеры окна в соответствии с размерами созданных элементов); 6 – Центр вращения;

7 – Вид на рабочую плоскость (параллельно экрану).

15 –  Рабочая плоскость САМ

   

 1      2       3     4      5      6     7      8      9

1 – Сохранить систему координат; 2 – Восстановить систему координат (восстановление рабочей плоскости и системы координат); 3 – Абсолютная рабочая плоскость XY; 4 – Абсолютная рабочая плоскость XZ;

5 – Абсолютная рабочая плоскость YZ; 6 –Рабочая плоскость по трем точкам; 7 – Разворот рабочей плоскости (на 90относительно осей X, Y, Z); 8 – Совмещение системы координат с выбранным положением; 9 – Направление оси Z (смена на противоположное).

16 –  Режимы получения координат САМ

  

  1. 2

1 – Плоский режим (в рабочей плоскости); 2 – Пространственный режим.

17 – Режимы отображения САМ

    

       1      2      3      4      5

1 – Режим отображения (для трехмерной модели); 2 – Сделать невидимым (выделенные объекты); 3 – Сделать видимым все; 4 – Отключение изображения (части модели над рабочей плоскостью); 5 – Переключение видимости (показать только 2D, только 3D или все).

18 – Режимы САМ.

    

                   1     2     3

1– Автоматическая привязка; 2 – Фильтр автоматической привязки; 3 – Управление слоями (список слоев).

Обмен информацией с другими системами (передача файлов)

 

  При работе в ADEM часто возникает необходимость обмена информацией с другими системами. Импорт и экспорт плоской геометрической информации осуществляется через формат DXF.

  Для того, чтобы осуществить обмен файлами с системой AUTOCAD и Microsoft Word следует:

  1. Нужный файл сохраняем в системе ADEM с расширением adm. Для этого, в падающем меню «файл» выбираем команду «сохранить как». В строке «имя файла» записываем имя файла, например, 1. adm.
  2. Далее повторно сохраняем файл, но в строке «тип файла» выбираем расширение AutoCAD DXF (dxf) и нажимаем кнопку «сохранить».
  3. Выходим из системы ADEM и входим в систему  AutoCAD 2000.
  4. В системе AutoCAD выбираем меню «файл» и нажимаем кнопку «открыть» (open). Находим  и открываем папку с нашим файлом 1. dxf.
  5. Повторно нажимам меню «файл» и выбираем команду «сохранить как» (save as). В строке «тип файла» выбираем расширение dwg и нажимаем кнопку «сохранить».
  6. Сохраненный рисунок обводим, заключив в окно, удерживая левую кнопку мыши.
  7. Снова сохраняем чертеж под расширением wmf.
  8. Чтобы перекинуть рисунок в систему  Microsoft Word следует выбрать падающее меню «вставка» и нажать кнопку « рисунок из файла».
  9. Находим файл с нашим именем 1.wmf и вставляем его в нужное место в системе Microsoft Word.

ADEM CAM позволяет задавать технологические переходы как для конструктивных элементов состоящих из плоских 2D-контуров и 3D моделей, созданных в модуле ADEM CAD, так и для импортированных плоских и объемных моделей. ADEM CAM включает инструменты для редактирования технологического маршрута и моделирования процесса обработки.

Результатом работы модуля ADEM CAM является, отлаженная в процессе моделирования, управляющая программа для станка с ЧПУ. Технологические объекты, составляющие технологический процесс обработки, ассоциативно связанны с геометрической моделью, созданной в ADEM CAD или импортированной из других систем проектирования. То есть все изменения, внесенные конструктором в геометрическую модель проектируемого изделия, автоматически отражаются на технологическом процессе обработки.

Процесс создания технологического объекта на основе созданной или импортированной геометрической модели включает следующие стадии:

  1.  Предварительные настройки. Производится настройка параметров и режимов, которая включает в себя: создание проекта, зоны обработки, ввод информации об имени программы и детали, выбор постпроцессора и задание пользовательского масштаба.
  2.  Создание конструктивного элемента (колодец, уступ, плоскость, отверстие, поверхность и т.п.).
  3.  Задание технологического перехода (фрезеровать, сверлить, точить, пробить и т.п.).
  4.  Результатом выполнения шагов 2 и 3 является созданный Технологический Объект (ТО).
  5.  Повторение шагов 1-2 для каждого технологического объекта.
  6.  Задание технологических команд (начало цикла, плоскость холостых ходов, стоп и др.
  7.  Управление и редактирование ТО. Расположение созданных технологических объектов в правильном порядке.
  8.  . Расчет траектории движения инструмента.
  9.  Моделирование обработки. Данный шаг не является обязательным для выполнения.
  10.  Создание управляющей программы. 

До начала генерации управляющей программы, нужно выбрать тип оборудования и указать ряд дополнительных параметров. Это можно сделать на любом этапе работы в ADEM CAM, однако рекомендуется задать все необходимые установки в начале работы над проектом, так как информация, содержащаяся в постпроцессоре, может оказывать влияние на формирование траектории движения инструмента. (Например, отсутствие кругового интерполятора вызовет формирование траектории движения инструмента, содержащей только линейные перемещения).

4.2. Создание конструктивных элементов

Конструктивный элемент (КЭ) — это геометрический элемент детали, обрабатываемый за один технологический переход. В модуле ADEM CAM реализована обработка 13-ти типов конструктивных элементов, с помощью которых можно описать любую геометрию обрабатываемой детали. Команды создания конструктивных элементов расположены на панели «Конструктивные элементы».

1)  

                              1      2     3      4      5      6     7     8       9     10    11   12    13

1 – Колодец; 2 – Уступ; 3 – Стенка; 4 – Окно; 5 – Плоскость; 6 – Паз; 7 – Отверстие;

8 – Торец; 9 – Область; 10 – Резьба; 11 – Скос; 12 – Плечо; 13 – Поверхность.

Для создания конструктивного элемента любого типа необходимо: выбрать тип создаваемого конструктивного элемента, задать необходимые параметры, указать контуры, определяющие границы конструктивного элемента или профиль его сечения, и, при необходимости, указать поверхности, определяющие границы конструктивного элемента.

4.2.1. Конструктивные элементы для фрезерных работ

Конструктивный элемент “Колодец”

Колодец — это конструктивный элемент, у которого внешний ограничивающий контур всегда замкнут и дно расположено ниже плоскости привязки. Внутри колодца могут располагаться внутренние необрабатываемые элементы (острова), которые также описываются замкнутыми контурами.

Параметры и ограничивающие контуры колодца задаются в диалоге «Колодец».

На закладке «Параметры», Вы можете задать расположение колодца по оси Z, угол его стенок, параметры дна колодца, параметры холостых ходов при обработке, а также зону обработки, в которой расположен колодец.

На закладке «Контуры», Вы можете задать контуры границ колодца, расположение границ колодца по оси Z, тип стенок колодца, а также точку врезания для обработки колодца.

Параметры КЭ Колодец

Плоскость привязки — это плоскость, которая определяет расположение колодца относительно оси Z. Другие параметры конструктивного элемента, такие как глубина, плоскость холостых ходов, высота островов и т.д., задаются относительно плоскости привязки.

Плоскостью привязки может быть как плоскость КЭ, так и плоскость его дна.

Глубина — это расстояние между плоскостью КЭ и дном колодца.

Угол стенки — это угол наклона стенок колодца. Значение угла может быть как положительным, так и отрицательным. Если угол стенки равен нулю, то стенки колодца вертикальны. Угол наклона стенки колодца откладывается от плоскости, проходящей через Z-max, плоскости КЭ или плоскости дна, в зависимости от выбранного типа плоскости привязки.

Плоскость холостых ходов — это плоскость, в которой инструмент перемещается на холостом ходу при обработке данного колодца. Вы можете определить плоскость холостых ходов, задавая координату Z ее расположения или расстояние между плоскостью холостых ходов и плоскостью КЭ. Кроме того, ADEM CAM может назначать расположение плоскости холостых ходов автоматически.

Параметры дна. ADEM CAM позволяет Вам задавать следующие параметры дна колодца:

Параметр Припуск определяет величину припуска на дно колодца, оставленного на предыдущем технологическом переходе, который будет снят на текущем технологическом переходе.

Параметр Остаточный припуск определяет величину припуска, которую необходимо оставить при обработке дна колодца в текущем технологическом переходе.

Параметр Скругление определяет радиус сопряжения дна и стенок колодца.

Поверхность. ADEM CAM позволяет Вам создавать колодец с дном, заданным поверхностью. В этом случае дно колодца не является плоским, а определено 3D моделью.

Выбор зоны обработки. При задании колодца, Вы можете выбрать зону обработки, которой принадлежит колодец. Конструктивные элементы, расположенные в одной зоне обработки, обрабатываются без смены системы координат управляющей программы, т.е. без поворота стола или шпинделя, а также без смены паллеты.

По умолчанию в ADEM CAM отсутствуют зоны обработки. Если Вы создали одну или несколько зон обработки, то их номера отображаются в списке Зона.

Чтобы созданный колодец располагался в определенной зоне обработки, выберите номер зоны из списка Зона.

Контуры КЭ Колодец

На закладке «Контуры», можно задать контуры границ КЭ, расположение границ КЭ по оси Z, тип стенок КЭ, а также точку врезания для обработки КЭ. ADEM CAM позволяет Вам задавать эти параметры отдельно для каждого контура конструктивного элемента. Вы можете создавать конструктивные элементы с заданным профилем стенки, различной высотой островов, а также изменять положение начальной точки для каждого контура.

Параметры контура задаются при выборе контура в Списке контуров

Параметры контуров

Данная функция используется для того, чтобы задать дополнительные параметры контуров, не пользуясь закладкой «Контуры». Если нажата кнопка «Параметры контура» на панели «Режимы САМ», то после выбора контура сразу появляется диалог «Параметры контура».

Положение материала

Если для задания КЭ используются незамкнутые контуры, то, после того, как Вы укажете контур, в строке подсказки появится запрос: “Где материал?” а на экране появится стрелка, имеющая два направления.

При помощи мыши укажите справа или слева от контура положение материала, который при обработке необходимо оставить. Если Вы хотите, чтобы при обработке центр инструмента шел по контуру, то необходимо нажать среднюю клавишу мыши или Esc.

Точка врезания.

Точка врезания - это точка, в которой инструмент производит врезание в материал. Если точка врезания не задана(снят флажок Врезание), то инструмент на холостом ходу опускается по прямой из текущего положения на заданную глубину и на рабочем ходу перемещается в точку начала обработки. При этом значение параметра Недобег технологического перехода игнорируется.

Параметры стенки.

Параметры стенки задаются при помощи группы Стенка. Можно задать стенку несколькими способами:

– наклонная, – вертикальная, – два контура, – контурная.

Наклонная.

По умолчанию, конструктивный элемент создается с типом стенки Наклонная. Угол наклона, задается параметром Угол стенки от Z max в диалоге задания конструктивного элемента (по умолчанию угол равен нулю, т.е. стенки вертикальны).

Вы можете переопределить тип стенки конструктивного элемента в группе Стенка.

Вертикальная.

Данный тип стенки эквивалентен наклонной стенке с углом наклона равным нулю.

Два контура.

Верхняя и нижняя границы контура заданы двумя различными контурами. Верхний контур расположен на заданной глубине относительно плоскости привязки конструктивного элемента (параметр Глубина диалога «Параметры контура»). Нижний контур расположен в плоскости дна конструктивного элемента. ADEM CAM в качестве стенки конструктивного элемента формирует линейчатую поверхность между данными контурами.

Контурная стенка.

Поперечное сечение стенок конструктивного элемента (профиль) может быть задано с помощью контура. Контур стенки должен быть создан как отдельный геометрический элемент, расположенный в произвольном месте.

Задание глубины расположения контура внутреннего элемента.

По умолчанию, контуры островов расположены в плоскости привязки конструктивного элемента. Чтобы изменить глубину расположения острова, задайте параметр Глубина в закладке «Контуры».

Задание начальной точки контура

По умолчанию, первый узел контура является начальной точкой контура. Вы можете явно указать какой узел контура рассматривать в качестве начальной точки.

4.2.2. Другие конструктивный элемент для фрезерных работ

Конструктивный элемент “Уступ”

Уступ — это конструктивный элемент, внешняя граница которого задается двумя незамкнутыми контурами. Первый контур определяет часть уступа, ограниченную стенкой, и располагается в плоскости КЭ. Второй контур определяет открытую часть уступа, и лежит в плоскости дна. Внутри уступа могут располагаться внутренние необрабатываемые элементы (острова), которые описываются замкнутыми контурами.

На закладке «Параметры», Вы можете задать расположение уступа по оси Z, угол его стенок, параметры дна , параметры холостых ходов при обработке, а также зону обработки, в которой расположен уступ.

На закладке «Контуры», Вы можете задать контуры границ уступа, расположение границ уступа по оси Z, тип стенок уступа, а также точку врезания для обработки.

Параметры КЭ «Уступ» задаются аналогично параметрам КЭ «Колодец», см. выше.

. Конструктивный элемент “Стенка”

Стенка — это конструктивный элемент, имеющий замкнутый или незамкнутый контур. Для замкнутого контура обработка производится всегда с внешней стороны.

Параметры стенки задаются в диалоге «Стенка». Вы можете задать расположение конструктивного элемента по оси Z, высоту стенки, ее угол, припуск дна, радиус скругления между стенкой и дном, точку врезания, а также зону обработки, в которой расположена стенка.

Параметры КЭ «Стенка» задаются аналогично параметрам КЭ «Колодец», см. выше.

Конструктивный элемент “Окно”

Окно — это конструктивный элемент, у которого внешний ограничивающий контур всегда замкнут. Окно не имеет дна, и обработка ведется всегда внутри контура. Вы можете задать несколько окон в качестве одного конструктивного элемента. Окно не может содержать островов.

Параметры окна задаются в диалоге «Окно». Вы можете задать расположение конструктивного элемента по оси Z, глубину окна, угол стенок, точку врезания, а также зону обработки, в которой расположено окно.

Параметры КЭ «Окно» задаются аналогично параметрам КЭ «Колодец», см. выше.

Конструктивный элемент “Плоскость”

Плоскость — это конструктивный элемент, не имеющий глубины. Ограничивающий контур должен быть замкнутым. На плоскости могут располагаться острова, которые описываются замкнутыми контурами.

Параметры плоскости задаются в диалоге «Плоскость». Вы можете задать расположение конструктивного элемента по оси Z, угол стенок островов, припуск дна, радиус скругления между дном и стенками островов, точку врезания, а также зону обработки, в которой расположена плоскость.

Параметры КЭ «Плоскость» задаются аналогично параметрам КЭ «Колодец», см. выше.

Конструктивный элемент “Паз”

Паз — это конструктивный элемент, имеющий постоянную ширину. Паз не содержит островов.

Параметры паза задаются в диалоге «Паз». Вы можете задать расположение конструктивного элемента по оси Z, глубину паза, угол стенок, припуск дна, радиус скругления между дном и стенками, точку врезания, а также зону обработки, в которой расположен паз.

. Конструктивный элемент «Поверхность»

Поверхность — это конструктивный элемент, определяемый поверхностью 3D модели. В качестве 3D модели для задания конструктивного элемента могут использоваться твердые тела, открытые оболочки или отдельные поверхности. Для обработки части поверхности 3D модели можно использовать ограничивающие 2D контуры.

Параметры поверхности задаются в диалоге «Поверхность». Вы можете задать припуск дна, точку врезания, а также зону обработки, в которой расположена поверхность. Для обработки с постоянным уровнем Z, Вы можете задать параметры плоскости привязки для определения диапазона обработки.

Максимальная и минимальная координаты Z

Для задания максимальной и минимальной координаты Z обработки, выберите тип плоскости привязки Абсолютно, и введите абсолютное значение максимальной Z координаты обработки в поле Z-max, и абсолютное значение минимальной Z координаты обработки в поле Z-min.

Для задания диапазона обработки равным габаритному размеру модели по оси Z нажмите кнопку Z координата для автоматического определения Z-max и Z-min.

Плоскость холостых ходов

Плоскость холостых ходов — это плоскость, в которой инструмент перемещается на холостом ходу при обработке данной поверхности. Вы можете определить плоскость холостых ходов, задавая Z координату ее расположения или расстояние между плоскостью холостых ходов и плоскостью КЭ. Кроме того, ADEM CAM может назначать расположение плоскости холостых ходов автоматически.

Конструктивный элемент “Отверстие”

Отверстие — это конструктивный элемент, заданный окружностью. Вы можете создавать как сквозные, так и глухие отверстия. Вы можете задать обработку нескольких отверстий за один технологический переход.

Параметры отверстия задаются в диалоге «Отверстие». Вы можете задать расположение конструктивного элемента по оси Z, глубину отверстия, точку врезания, а также зону обработки, в которой расположено отверстие.

Параметры КЭ «Отверстие» задаются аналогично параметрам КЭ «Колодец», см. выше.

В  диалоге «Отверстие» имеется закладка «Фильтр». При помощи данной закладки мы можем выбрать все отверстия заданного диаметра. Есть возможность вводить несколько значений диаметра, а также диапазон диаметров.

При операции сверления инструмент перемещается от отверстия к отверстию в том порядке, в котором эти отверстия указывались в процессе задания КЭ. Функция оптимизации позволяет сделать перемещение между отверстиями минимальным. Если режим «Оптимизация» включен, холостые перемещения от отверстия к отверстию будут совершаться по минимальному расстоянию.

Для оптимизации перемещений инструмента:

  1. Нажмите кнопку  «Оптимизация» на панели «Режимы САМ».

Оптимизация выключена

Оптимизация включена

4.2.3. Конструктивные элементы для токарных работ

Конструктивный элемент “Торец”

Торец — это конструктивный элемент, который обрабатывается с помощью токарных или сверлильно-расточных технологических переходов. Торец задается координатой расположения на оси вращения детали, внешним и внутренним диаметром. Различают левый и правый торец.

Параметры торца задаются в диалоге «Торец». Вы можете задать координату расположения торца на оси вращения детали, внешний и внутренний диаметр, а также ориентацию торца (левый или правый).

  

Закладка «Врезание» определяет положение точки врезания. Точку врезания можно задать двумя способами:

  1. Ввести значения координат X и Y в соответствующие поля.
  2. Нажать кнопку XY с экрана и при помощи мышки указать точку врезания на экране

Чтобы задать расположение торца на оси вращения детали, нажмите кнопку «Начальная координата Х» X нач. и на любом контуре укажите узел, координата Х которого задает плоскость, в которой лежит торец.

Размер торца задается внешним и внутренним диаметром.

Чтобы задать внешний диаметр торца, нажмите кнопку «Начальный диаметр» D нач. и на любом контуре укажите узел, координата Y которого определит внешний диаметр торца.

Чтобы задать внутренний диаметр торца, нажмите кнопку «Конечный диаметр» D кон. и на любом контуре укажите узел, координата Y которого определит внутренний диаметр торца.

Чтобы задать торец, который должен быть обработан слева, выберите тип Левый. Чтобы задать торец, который должен быть обработан справа, выберите тип Правый.

Конструктивный элемент “Область

Область — это конструктивный элемент, задающий припуск, снимаемый при токарной обработке. Область может быть ограничена одним замкнутым контуром или двумя незамкнутыми контурами (контуром детали и контуром заготовки).

Вы можете задавать следующие типы токарных областей:

Открытая — это область, которая может быть обработана на проход.

Полуоткрытая — это область, которая обрабатывается в упор.

Закрытая — это область, которая обрабатывается на врезание.

Параметры КЭ Область

  

Закладка «Врезание» определяет положение точки врезания. Точку врезания можно задать двумя способами:

  1. Ввести значения координат X и Y в соответствующие поля.
  2. Нажать кнопку XY с экрана и при помощи мышки указать точку врезания на экране

Конструктивный элемент “Резьба”

Резьба - конструктивный элемент резьба, нарезаемая на токарном станке. ADEM CAM позволяет создать внутреннюю или наружную резьбу, справа и слева. Резьба может быть метрической трапецеидальной, упорной, трубной, прямоугольной

Параметры КЭ “Резьба”

Параметры резьбы задаются в диалоге «Резьба», имеющий две закладки. В закладке «Резьба» Вы можете задать профиль, длину резьбы, шаг, глубину и др.

  

В  группе Профиль можно задать следующие профили: метрическая, трапецеидальная, упорная, трубная, прямоугольная.

Для создания КЭ «Резьба» задайте следующие параметры: длина, шаг, глубина.

Длина - длина резьбовой части. Для создания резьбы со сбегом поставьте флажок Сбег.

                                 

Шаг - величина подъема винтовой линии на один оборот.

Глубина резьбы - разница между наружным и внутренним диаметрами резьбы. Если глубина впадин равна нулю, она считается незаданной и определяется автоматически по шагу и профилю резьбы.

Параметр заход определяет количество заходов резьбы. Задайте количество заходов резьбы в поле Заход.

ADEM CAM поддерживает два типа резьбы: цилиндрическую и коническую.

ADEM CAM позволяет создать левую и правую резьбу.

ADEM CAM позволяет создавать как наружные, так и внутренние резьбы.

Начальная координата Х и диаметр резьбы задаются на экране курсором. 

Задание начальной координаты X

Для задания начальной координаты X нажмите кнопку Х нач. и укажите начальную координату Х резьбы на экране. Вы можете указать только существующий узел.

                                  

Для задания начального диаметра резьбы нажмите кнопку D нач. и укажите начальную точку на экране. Y координата этой точки будет являться диаметром резьбы. Вы можете указать только существующий узел.

Закладка «Врезание» определяет положение точки врезания. Точку врезания можно задать двумя способами:

  1. Ввести значения координат X и Y в соответствующие поля.
  2. Нажать кнопку XY с экрана и при помощи мышки указать точку врезания на экране

4.3. Создание технологических переходов

Команды задания технологических переходов расположены на панели «Переходы».

 

                                       1     2      3      4      5     6      7      8     9      10

1 – Фрезеровать 2.5Х;  2 – Фрезеровать 3Х;  3 – Сверлить;  4 – Нарезать резьбу;  

5 – Расточить; 6 – Точить; 7 – Подрезать; 8 – Нарезать резьбу (токарный);

9 – Пробить;  10 – Резать.

Таблица совместимости ТО и КЭ

Эта таблица содержит данные о совместимости технологических переходов, инструмента и конструктивных элементов.

4.3.1. Фрезерные переходы

Для создания управляющих программ на фрезерные станки с ЧПУ в ADEM используются фрезерные переходы. В ADEM реализовано фрезерование: плоское –  “Фрезеровать 2.5Х”, объемное: (трех-координатное)"Фрезеровать 3Х" и (пяти-координатное) "Фрезеровать 5Х ", а также фрезерование "Фрезеровать с постоянным уровнем Z".

Рассмотрим некоторые из них.

4.3.1.1. Технологический переход "Фрезеровать 2.5X"

Фрезеровать 2.5X — технологический переход, определяющий обработку следующих конструктивных элементов: Колодец,  Уступ, Стенка, Окно,  Плоскость, Паз, Отверстие. 

Тип инструмента, используемого в переходе Фрезеровать 2.5X — фреза.

Параметры технологического перехода "Фрезеровать2.5X" определяются в диалоге "Фрезеровать 2.5X", имеющем несколько закладок. ADEM CAM позволяет задать схему обработки, параметры подхода, отхода и врезания, высоту гребешка, режимы резания и другие необходимые характеристики.

Закладка Параметры технологического перехода "Фрезеровать 2.5X"

В группе Шпиндель задаются следующие параметры:

N — Частота вращения шпинделя (обороты в минуту).

Vc — Скорость резания (метры в минуту).

ЧС — Направление вращения шпинделя против часовой стрелки.

ПЧС — Направление вращения шпинделя против часовой стрелки.

В группе Тип обработки задаются схемы обработки. ADEM CAM позволяет выбрать одну из девяти различных схем 2Х-координатной обработки:

Эквидистанта — эквидистантная обработка от центра к границам конструктивного элемента.

Обратная эквидистанта — эквидистантная обработка от границ конструктивного элемента к центру. Используется для обработки КЭ Плоскость.

Петля эквидистантная — обработка по ленточной спирали с сохранением выбранного (встречное или попутное) направления фрезерования. Используется для обработки КЭ Уступ.

Зигзаг эквидистантный — обработка по ленточной спирали с чередованием встречного и попутного направления фрезерования. Используется для обработки КЭ Уступ.

Спираль — обработка конструктивного элемента по спирали.

Петля — обработка во взаимопараллельных плоскостях перпендикулярных плоскости XY с сохранением выбранного (встречное или попутное) направления фрезерования. Направление обработки (расположение плоскостей) задается параметром Угол, который определяет угол разворота плоскостей от оси X в градусах. Шаг между плоскостями обработки задается параметром Гл.рез..

Зигзаг — обработка во взаимопараллельных плоскостях перпендикулярных плоскости XY с чередованием встречного и попутного направления фрезерования. Направление обработки (расположение плоскостей) задается параметром Угол, который определяет угол разворота плоскостей от оси X в градусах. Шаг между плоскостями обработки задается параметром Гл.рез..

Петля контурная — обработка, определяемая двумя контурами, с сохранением выбранного (встречное или попутное) направления фрезерования. Траектория формируется по кратчайшему расстоянию между контурами. Длина перемещения по любому из контуров не превышает глубины резания.

Зигзаг контурный — обработка, определяемая двумя контурами, с чередованием встречного и попутного направления фрезерования. Траектория формируется по кратчайшему расстоянию между контурами. Длина перемещения по любому из контуров не превышает глубины резания.

В группе Направление назначиается направление фрезерования.

Встречное

Попутное

Встречное — задание встречного направления фрезерования.

Попутное — задание попутного направления фрезерования.

В группе Подача задайте значение рабочей подачи и выберите из списка:

в мин. — задание величины подачи в миллиметрах в минуту.

на оборот — задание величины подачи в миллиметрах на оборот.

Глубина резания  (Гл. рез.) — толщина слоя материала, снимаемого за один проход в плоскости ХY. Если значение глубины резания равно нулю, то считается, что глубина резания не задана, будет выполнен один финишный проход вдоль контуров. При обработке КЭ Поверхность, если значение глубины резания равно нулю — толщина слоя материала определяется величиной гребешка.

Число проходов  (Проходов) — заданное число проходов для обработки конструктивного элемента. Если вместе с числом проходов задана глубина резания, траектория будет содержать заданное количество проходов с шагом, равным глубине резания.

Гребешок — максимальная высота гребешков металла, оставшихся после обработки над поверхностью детали.

Недобег — расстояние от инструмента до плоскости привязки конструктивного элемента, на котором производится переключение с холостого хода на подачу врезания.

СОЖ

СОЖ . Задайте параметры работы со смазочно-охлаждающей жидкостью в группе СОЖ.

Поставьте флажок СОЖ и задайте в соответствующем поле номер трубопровода для подачи СОЖ в зону резания.

Текущий инструмент— если этот флажок установлен, то для текущего технологического перехода используется последний загруженный инструмент.

Закладка Дополнительные параметры ТП "Фрезеровать 2.5X"

Направление по Z.  Чтобы назначить направление обработки по оси Z, выберите нужный параметр из списка.

Вниз — обработка конструктивного элемента в направлении от плоскости КЭ к плоскости дна.

Вверх — обработка конструктивного элемента в направлении от плоскости дна к плоскости КЭ.

Остаточный припуск — это необработанный слой материала, оставленный на внешнем контуре конструктивного элемента или контурах внутренних элементов. Величина остаточного припуска может быть как положительной, так и отрицательной.

Внешний — это остаточный припуск, оставленный на внешнем контуре конструктивного элемента. Для КЭ Плоскость величина остаточного припуска определяет положение прохода инструмента при обработке края плоскости.

Внутренний — это остаточный припуск, оставленный на контурах внутренних элементов.

Обработка по Z

Обработка по Z.  Задайте параметры обработки с постоянным уровнем Z.

Многопроходная — включение многопроходной обработки. Если флажок установлен обработка конструктивного элемента производится за несколько параллельных проходов в плоскости XY. Чтобы обработать конструктивный элемент за одно врезание, снимите флажок Многопроходная.

Глубина — величина глубины одного прохода по Z. ADEM CAM определяет количество врезаний на основе общей глубины конструктивного элемента. Последнее врезание может оказаться на меньшую глубину, чем заданное. Например, глубина конструктивного элемента равна 50 мм, а величина глубины врезания равна 12 мм. За четыре врезания инструмент опустится на 48 мм (12*4=48), а последнее врезание произойдет на 2 мм. Таким образом, весь конструктивный элемент будет обработан по глубине за пять врезаний.

Проходов — количество одинаковых по глубине проходов при обработке с постоянным уровнем Z. Глубина снимаемого слоя металла за одно врезание определяется делением глубины конструктивного элемента на количество врезаний.

Скругление. Параметры группы Скругление могут использоваться, например, для обеспечения плавности траектории движения, при задании коррекции на радиус инструмента.

  

R внут. — (Радиус для внутренних углов) — радиус скругления траектории движения инструмента при обработке внутренних углов конструктивного элемента.

R внеш. — (Радиус для внешних углов) — радиус скругления траектории движения инструмента при обработке внешних углов конструктивного элемента.

Угол — диапазон внешних углов от нуля до заданного значения, при обработке которых траектория движения инструмента будет скругляться заданным радиусом для внешних углов R внеш. Величина угла измеряется со стороны металла. Угол задается в градусах.

Удалять пеньки. Функция удаляет «пеньки», то есть часть металла, оставшуюся после обработки между соседними проходами, если стоит тип обработки «эквидистанта» и инструментом является фреза с радиусом скругления. Чтобы определить режим удаления пеньков, выберите нужный параметр из списка.

Не удалять — пеньки не удаляются совсем.

Удалять не все — пеньки удаляются с учетом только цилиндрической части фрезы.

Удалять — пеньки удаляются с учетом цилиндрической части фрезы и радиуса скругления инструмента.

Режим Примечание. Режим Удалять работает лишь в случае когда глубина резания меньше или равна диаметру инструмента.

Не удалять пеньки

Удалять не все

Удалять

Перебег — расстояние, на которое инструмент выходит за нижнюю кромку конструктивного элемента. Параметр Перебег имеет смысл только для конструктивных элементов, не имеющих дна

Подача в углах — величина подачи при обработке внутренних углов конструктивного элемента. Изменение рабочей подачи необходимо: либо при снятии большего слоя металла в углах, чем на других участках конструктивного элемента, либо при чистовой обработке. ADEM CAM анализирует величины углов конструктивных элементов и, в зависимости от них, производит включение подачи коррекции на автоматически вычисленном расстоянии.

Аппроксимация — устанавливает точность аппроксимации кривых и поверхностей при выполнении данного технологического перехода. По умолчанию эта величина равна 0.01 мм.

Длина блокировки ХХ. Если величина перемещений на холостом ходу меньше заданной длинны блокировки ХХ, то холостые ходы заменяются линейными перемещениями на рабочей подаче.

Проход по траектории позволяет выполнить отход от контура на расстоянии от точки подхода, те между точками подхода и отхода появляется линейный участок, если этого параметра нет, то  подход/отход выполняется в одной и той же точке.

Аппроксимация траектории дугами — аппроксимация дугами участков траектории движения инструмента, лежащих в плоскостях ZX или YZ. Для формирования участка траектории аппроксимированного дугой необходимо, чтобы не менее пяти рассчитанных точек траектории принадлежали дуге.

Начальная точка контура (НТК) — соединение эквидистантных проходов в направлении начальной точки контура. Если флажок НТК снят, то эквидистантные проходы соединяются по кратчайшему расстоянию. Начальная точка контура — это точка, с которой начиналось построение контура в ADEM CAD.

Сохранить петли — параметр необходим для контроля траектории движения инструмента в случае отладки технологического объекта. Если установлен флажок Сохранить петли, то петли эквидистанты из траектории движения инструмента не удаляются.

Подбор — (Автоматический подбор необработанных зон) — обработка зон, оставшихся после обработки данного конструктивного элемента предыдущим инструментом. Если флажок Подбор снят, то обрабатывается весь конструктивный элемент.

Закладка Подход/Отход

Подход. Выберите тип подхода из списка и задайте параметры подхода.

Выключено - Движение инструмента непосредственно в точку начала обработки контура.

Эквидистантный - Подход к контуру по биссектрисе угла в точке подхода на расстоянии 1 мм. Если точка подхода находится внутри контура или на граничных точках незамкнутого контура, подход к контуру будет произведен по нормали к контуру в точке подхода.

Линейный - Движение к точке начала обработки контура по прямой под определенным углом к контуру. Для подхода к контуру по прямой под заданным углом, необходимо задать длину перемещения подхода.

Радиусный - Подход к контуру по дуге заданного радиуса. Для задания радиусного подхода, необходимо задать радиус дуги подхода и центральный угол.

Длина - Длина перемещения подхода (линейный).

Радиус - Радиус дуги подхода (радиусный).

Угол - Для линейного подхода: Угол подхода инструмента к контуру в точке начала обработки контура. Определяется как угол между вектором подхода и вектором движения в первой точке эквидистанты. Для радиусного подхода: Центральный угол дуги. Если эта величина равна нулю, угол считается незаданным и подход будет произведен по дуге в четверть окружности (90 градусов).

Отход. Выберите тип отхода из списка и задайте параметры отхода. 

Выключено – Инструмент остается в точке конца обработки контура.

Эквидистантный – Отход от контура по биссектрисе угла в точке конца обработки контура на расстояние 1 мм. Если точка конца обработки находится внутри контура или на граничных точках незамкнутого контура, отход от контура производится по нормали к контуру.

Линейный – Движение из точки конца обработки контура по прямой под определенным углом к контуру. Для задания отхода по прямой под определенным углом, необходимо задать длину перемещения отхода.

Радиусный – Отход от контура по дуге заданного радиуса и центрального угла. Для задания отхода по дуге, необходимо задать радиус дуги.

Длина - Длина перемещения отхода (линейный).

Радиус - Радиус дуги отхода (радиусный).

Угол - Для линейного отхода: Угол отхода инструмента из точки конца обработки контура. Для радиусного отхода: Центральный угол дуги. Если значение равно нулю, угол считается незаданным, и отход производится по дуге в четверть окружности (90 градусов).

4.3.1.2. Технологический переход "Фрезеровать 3X"

Фрезеровать 3X — технологический переход, определяющий обработку КЭ  Поверхность. Тип инструмента, используемого в переходе «Фрезеровать» — фреза.

Параметры технологического перехода "Фрезеровать3X" определяются в диалоге "Фрезеровать 3X". ADEM CAM позволяет задать схему обработки, параметры подхода, отхода и врезания, высоту гребешка, режимы резания и другие необходимые характеристики.

Закладка Параметры технологического перехода "Фрезеровать 3X"

В закладке Параметры данного перехода значительное отличие от перехода "Фрезеровать 2.5X" содержится в группе Тип обработки.

Задание схемы обработки. ADEM CAM позволяет выбрать одну из десяти различных схем 3Х-обработки:

Эквидистанта — эквидистантная обработка, эта схема обработки используется только при наличии ограничивающего контура, глубина резания и количество проходов должны быть равны 0. В этом случае будет выполнен один проход по контуру.

Петля — обработка во взаимопараллельных плоскостях перпендикулярных плоскости XY с сохранением выбранного (встречное или попутное) направления фрезерования. Направление обработки (расположение плоскостей) задается параметром Угол, который определяет угол разворота плоскостей от оси X в градусах. Шаг между плоскостями обработки задается параметром Гл.рез..

                          

Зигзаг — обработка во взаимопараллельных плоскостях перпендикулярных плоскости XY с чередованием встречного и попутного направления фрезерования. Направление обработки (расположение плоскостей) задается параметром Угол, который определяет угол разворота плоскостей от оси X в градусах. Шаг между плоскостями обработки задается параметром Гл.рез..

                             

 Петля UV — обработка вдоль параметрических (UV) линий поверхности с сохранением выбранного (встречное или попутное) направления фрезерования. Направление задается углом относительно оси Х.

Зигзаг UV — обработка вдоль параметрических (UV) линий поверхности с чередованием встречного и попутного направления фрезерования. Направление задается углом относительно оси Х.

Карандашная. Карандашная обработка предназначена для обработки сопрягающихся поверхностей. Система ищет места сопряжения и в них осуществляет проход. Карандашная обработка поверхности производится только в тех местах границы поверхности, в которых она недоступна для инструмента или радиус сопряжения в них меньше или равен радиусу инструмента. Если необходима обработка в месте, где радиус сопряжения больше указывается параметр Rmax сопр. Т.е. максимальный радиус сопряжения, до которого будет выполняться обработка. Не имеет смысла задавать Rmax сопр  меньше радиуса скругления инструмента.

Петля контурная — обработка, определяемая двумя контурами, с сохранением выбранного (встречное или попутное) направления фрезерования. Траектория формируется по кратчайшему расстоянию между контурами. Длина перемещения по любому из контуров не превышает глубины резания.

Зигзаг контурный — обработка, определяемая двумя контурами, с чередованием встречного и попутного направления фрезерования. Траектория формируется по кратчайшему расстоянию между контурами. Длина перемещения по любому из контуров не превышает глубины резания.

Петля контурная II – обработка, определяемая двумя контурами, с сохранением выбранного (встречное или попутное) направления фрезерования. Траектория формируется вдоль контуров.

               

Зигзаг контурный II – обработка, определяемая двумя контурами, с чередованием встречного и попутного направления фрезерования. Траектория формируется вдоль контуров.

                                  

Закладка Дополнительные параметры технологического перехода "Фрезеровать 3X"

Диапазон углов обработки Задание диапазона углов обработки. Диапазон углов определят область поверхности, которая будет обработана. Обрабатывается та часть поверхности, где угол между нормалью к поверхности и проекцией вектора нормали на плоскость XY лежит в заданном диапазоне.

Включено — включает контроль диапазона углов обработки. Начальный — задание нижней границы диапазона углов обработки. Конечный — задание верхней границы диапазона углов обработки.

Остаточный припуск на поверхность. Задание припусков на поверхность. Остаточный припуск позволяет задать припуск на обрабатываемые и контролируемые поверхности различной величины. Рабочая — задание припуска на обрабатываемые поверхности.

Контролируемая — задание припуска на контролируемые поверхности.

Аппроксимация — устанавливает точность аппроксимации кривых и поверхностей при выполнении данного технологического перехода. По умолчанию эта величина равна 0.01 мм.

Ширина разрыва поверхности — устанавливает максимальную ширину зазора между поверхностями, который будет игнорироваться при формировании траектории движения инструмента. Если диаметр инструмента меньше, чем ширина зазора, или ширина зазора больше, чем заданная максимальная ширина, то инструмент будет перемещаться над зазором на холостом ходу.

Ширина разрыва поверхности больше заданной

Ширина разрыва поверхности меньше заданной

Аппроксимация траектории дугами — аппроксимация дугами участков траектории движения инструмента лежащих в плоскостях ZX или YZ. Для формирования участка траектории аппроксимированного дугой необходимо чтобы не менее пяти рассчитанных точек траектории принадлежали дуге.

Обкатка — обработка с обкаткой края поверхности. Данный параметр используется только для 3x координатной обработки.

Обкатка выключена

Обкатка включена

Сохранить петли — Если установлен флажок Сохранить петли, то траектория движения инструмента строится без контроля на проникновение инструмента в тело детали.

Подбор — (Автоматический подбор необработанных зон) — обработка зон, оставшихся после обработки данного конструктивного элемента предыдущим инструментом. Если флажок Подбор снят, то обрабатывается весь конструктивный элемент. Параметр Подбор можно использовать только для технологических объектов, параметрически связанных по конструктивному элементу

  1.  Фрезерные переходы - параметры инструмента

Тип инструмента

Различные типы технологических переходов требуют инструмент различного типа. Для перехода Фрезеровать 2.5Х используется тип инструмента Фреза.

Чтобы задать тип фрезы, выберите его название из открывающегося списка Тип.

Корректоры

Параметры, расположенные в группе Корректоры, позволяют Вам задавать корректоры по X, Y и Z осям, а также радиусный корректор.

По оси X

Чтобы задать номер линейного корректора по оси Х, введите соответствующее значение в поле По оси X.

По оси Y

Чтобы задать номер линейного корректора по оси Y, введите соответствующее значение в поле По оси Y.

По оси Z

Чтобы задать номер линейного корректора по оси Z, введите соответствующее значение в поле По оси Z.

Радиусный

Чтобы задать номер радиусного корректора, введите соответствующее значение в поле Радиусный. Включение коррекции на радиус инструмента формируется автоматически при выполнении перехода Фрезеровать с включенным параметром Коррекция R.

Вылет

Все перемещения система формирует и выдает в управляющую программу для настроечной точки инструмента с учетом вылета. Величина вылета указывается со знаком “+”, если режущая кромка смещена от настроечной точки в положительном направлении соответствующей оси, в противном случае со знаком “-”.

По оси X

Чтобы задать величину вылета инструмента по оси Х, введите соответствующее значение в поле По оси X.

По оси Y

Чтобы задать величину вылета инструмента по оси Y, введите соответствующее значение в поле По оси Y.

По оси Z

Чтобы задать величину вылета инструмента по оси Z, введите соответствующее значение в поле По оси Z.

Диаметр и радиус

Диаметр

Чтобы задать диаметр инструмента, выберите тип параметра Диаметр и введите значение в соответствующее поле.

Радиус

Чтобы задать радиус инструмента, выберите тип параметра Радиус и введите значение в соответствующее поле диалога.

Позиция

При автоматической смене инструмента, в зависимости от типа станка, параметр Позиция может определять позицию инструмента в револьверной головке, номер инструмента в магазине или номер инструментального гнезда.

Чтобы задать позицию инструмента, введите ее номер в соответствующее поле диалога.

Если параметр Позиция не будет изменен, то команда «смена инструмента» в управляющей программе сформирована не будет.

Длина

Вы можете задавать общую длину инструмента и длину его режущей части. Чтобы задать эти параметры, введите их значения в соответствующие поля диалога.

Радиус скругления

Радиус скругления на торце фрезы. Параметр необходим для инструментов типа: "Фреза концевая скругленная", "Фреза коническая скругленная", "Фреза угловая скругленная", "Фреза дисковая скругленная"

Чтобы задать радиус скругления на торце фрезы, введите его значение в соответствующее поле диалога

Угол

Угол фрезы. Параметр необходим для конических и угловых типов фрез.

Чтобы задать угол фрезы, введите его значение в соответствующее поле диалога

Тип обработки

Этот параметр позволяет выбирать  инструмент из базы данных в соответствии с выбранным типом обработки.

Из маршрута

Выбор инструмента из маршрута обработки.

Базы

Выбор инструмента из базы данных по заданному типу обработки и диаметру инструмента.

4.3.1.4. Параметры пользователя

Параметры пользователя – параметры, которые может настроить пользователь.

Параметры пользователя настраиваются при помощи встроенного макроязыка системы. В качестве примера настройки представлен «Комментарий». Если в поле комментария ввести текст, то этот текст будет комментарием для данного перехода и отобразится в нижней строке.

4.3.2.. Токарные переходы

Для создания управляющих программ на токарные станки с ЧПУ в ADEM/CAM используются токарные переходы.

Команды задания токарных переходов также расположены на панели «Переходы».

                                          1     2      3      4      5     6      7      8     9      10

1 – Фрезеровать 2.5Х;  2 – Фрезеровать 3Х;  3 – Сверлить;  4 – Нарезать резьбу;  

5 – Расточить; 6 – Точить; 7 – Подрезать; 8 – Нарезать резьбу (токарный);

9 – Пробить;  10 – Резать.

Ниже будут рассмотрены переходы: «Точить», «Подрезать», «Отрезать», «Расточить (токарный)», «Нарезать резьбу (токарный)».

4.3.2.1. Технологический переход «Точить»

Точить — технологический переход, определяющий обработку конструктивного элемента: Область. Тип инструмента, используемого в переходе Точить — резец.

Закладка Параметры ТП “Точить

В группе Шпиндель задайте следующие параметры:

N – частота вращения шпинделя (обороты в минуту);  Vc – скорость резания (метры в минуту);  ЧС – направление вращения шпинделя против часовой стрелки;  ПЧС – направление вращения шпинделя против часовой стрелки.

В группе Направление задайте следующие параметры:

Слева – продольная обработка слева; Справа – продольная обработка справа; Сверху – поперечное точение.

В группе Схема происходит задание схемы обработки. ADEM САМ позволяет выбрать одну из семи различных схем обработки:

Черновое – обработка производится параллельно осям X и Y. Количество проходов рассчитывается на основе заданной глубины резания. Инструмент движется из точки начала прохода к точке конца прохода, по кратчайшему расстоянию выходит на уровень предыдущего прохода и на ускоренном перемещении идет в начало следующего прохода параллельно осям. Последний проход, удаляющий гребешки, выполняется вдоль контура.

Предварительное – обработка отличается от чернового точения тем, что инструмент из точки конца прохода на уровень предыдущего прохода движется вдоль контура. Кроме того, в этом случае отсутствует последний проход вдоль контура, используемый при черновом точении для удаления гребешков.

Смещенное – обработка снятием смещенного контура в направлении, перпендикулярном направлению оси. Шаг смещения равен глубине резания. Инструмент движется из точки начала прохода к точке конца прохода по части смещенного контура.

Прорезка – обработка заданной области прорезным резцом с отслеживанием смены режущих кромок в процессе обработки. Траектория будет рассчитана на одну настроечную точку с учетом заданной ширины инструмента. Если в переходе не будут заданы параметры Гл.рез. и Проход, то выполнится зачистка контура с учетом смены режущих кромок.

     

Чистовое – чистовая обработка. Если задан один из параметров: Гл.рез. или Проход, то сначала выполнится обработка по схеме Черновое точение. Если задан Ост. прир., то выполняется дополнительный переход для его снятия (в результате выполняется два перехода вдоль контура).

        

Контурное – обработка, снятием эквидистантного контура. Выполняется расчет эквидистантных контуров с шагом, заданным параметром Гл.рез. Инструмент движется из точки начала прохода к точке конца прохода по части эквидистантного контура. Финишный проход производится по заданному контуру детали с учетом остаточного припуска.

      

Прорезка черновая – обработка по схеме Прорезка, но без финишного прохода для зачистки.

         

В группе Подача задайте значение рабочей подачи, которое выберите из списка:

в мин. — задание величины подачи в миллиметрах в минуту; на оборот — задание величины подачи в миллиметрах на оборот.

В группе Недобег – расстояние от инструмента до точки начала обработки, на котором производится переключение с холостого хода на подачу врезания.

В группе Перебег – расстояние, на которое инструмент выходит за границу области обработки на рабочей подаче.

В группе Припуск – остаточный припуск – это необработанный слой материала, оставленный на контуре конструктивного элемента. Величина остаточного припуска может быть как положительной, так и отрицательной.

               

В группе Припуск (верт.), Припуск на вертикальных стенках - это необработанный слой материала, оставленный на вертикальных стенках контура конструктивного элемента. Величина остаточного припуска на вертикальных стенках может быть как положительной, так и отрицательной.

        

В группе Ограничение N – максимальное число оборотов (об/мин) шпинделя. Параметр необходим для ограничения числа оборотов в процессе снятия материала, так как при уменьшении диаметра обрабатываемой детали количество оборотов шпинделя за единицу времени возрастает.

В группе СОЖ  задайте параметры работы со смазочно-охлаждающей жидкостью в группе СОЖ. Поставьте флажок СОЖ и задайте в соответствующем поле номер трубопровода для подачи СОЖ в зону резания.

В группе Текущий инструмент – если флажок установлен, то для текущего технологического перехода используется последний загруженный инструмент.

Закладка Дополнительные параметры ТП “Точить”

На стадии предварительной обработки производится снятие дефектного слоя. Необходимость снятия дефектного слоя возникает при обработке литых или кованых заготовок для предотвращения быстрого затупления инструмента. В ходе предварительной обработки производится один проход заданной глубины по контуру заготовки.

В группе  задаются: Включено – предварительное снятие дефектного слоя; Подача – подача обработки дефектного слоя; Глубина – глубина обработки дефектного слоя.

В группе Проходы, Многопроходная обработка – задание многопроходной обработки. Если флажок не установлен, обработка производится за один проход.

Проходов – количество одинаковых по глубине проходов. Глубина слоя металла снимаемого за один проход определяется делением глубины области на количество проходов.

Глубина – глубина резания. Количество проходов определяется системой исходя из общей глубины области. Последний проход может быть выполнен на меньшую глубину, чем заданная. Если глубина последнего прохода будет меньше, чем заданная, система попытается ее перераспределить между предыдущими проходами. Если результирующая глубина прохода не будет отличаться от заданной более, чем на 30%, будет выполнен расчет обработки с одинаковыми по глубине проходами. Если результирующая глубина прохода будет отличаться от заданной более, чем на 30%, последний проход будет выполнен с неполной глубиной.

Диапазон – номер механического диапазона.

Точность. Разбивка последнего прохода при контурном и смещенном типах обработки на два: 2/3 глубины прохода и 1/3 глубины прохода.

Зигзаг. Обработка с чередованием направления резания и соответствующей сменой режущих кромок. Переход между проходами осуществляется на рабочей подаче.

Скругления эквидистанты - скругления внутренних и внешних углов эквидистанты.

R внутренний - радиус скругления траектории движения инструмента при обработки внутренних углов конструктивного элемента. Если его величина равна нулю, внутренние углы скругляться не будут.

R внешний - радиус скругления траектории движения инструмента, при обработки внешних углов конструктивного элемента.

Угол - диапазон внешних углов от нуля до заданного значения, при обработке которых траектория движения инструмента будет скругляться заданным радиусом для внешних углов R внеш. Величина угла измеряется со стороны металла. Угол задается в градусах.

В группе Врезание указываются: Подача – подача, на которой происходит врезание; Длинна – длинна врезания; Разбежка - параметр определяющий "разгруженное" врезание на первом проходе при прорезке. Врезание на первом проходе происходит на глубину резания. Затем инструмент смещается от контура на ту же величину и снова углубляется две глубины резания. Тип врезания повторяется на всю глубину прорезки.

Закладка Инструмент

В группе Тип выбираются типы инструмента, так как различные типы технологических переходов требуют инструмент различного типа. Для перехода Точить используется следующие типы инструмента: Резец, Пластинка ромбическая, Пластинка квадратная, Пластинка треугольная, Пластинка прорезная, Пластинка круглая.

Параметры Корректоры, Вылет и Позиция задаются для любого типа инструмента.

В группе Корректоры расположены параметры, позволяющие задавать номера корректоров по X или Y осям, а также номер радиусного (дополнительного) корректора.

Это дополнительный корректор для смены режущей кромки при прорезке, сначала работает один из линейных корректоров (корректор по оси X или корректор по оси Y), а при смене режущей кромки включается дополнительный корректор.

В группе Вылет система формирует все перемещения и выдает в управляющую программу для настроечной точки инструмента с учетом вылета. Величина вылета указывается со знаком “+”, если режущая кромка смещена от настроечной точки в положительном направлении соответствующей оси, в противном случае со знаком “–”.

В группе Позиция задается номер позиции инструмента. При автоматической смене, в зависимости от типа станка, параметр Позиция может определять позицию инструмента в револьверной головке, номер инструмента в магазине или номер инструментального гнезда.

В группе Тип инструмента “Резец” для инструмента Резец задаются параметры: Контур, Ширина, Позиция.

Контур. Для расчета и моделирования токарной обработки можно использовать контуры инструментов, созданные в модуле ADEM CAD. Чтобы использовать контур инструмента поставьте флажок Использовать контур и выберите нужный тип инструмента из списка.

Ширина. Чтобы задать ширину прорезного (отрезного) резца, выберите тип параметра Ширина и и введите значение в соответствующее поле диалога. Знак определяет положение настроечной точки резца в соответствии с направлением осей координат.

Тип инструмента “Пластинка ромбическая”. Для инструмента Пластинка ромбическая задаются параметры: Ориентация, Ширина, Радиус, Диаметр, Радиус скругления, Угол.

Ориентация инструмента – угол наклона ромбической пластинки к оси X.

Чтобы задать ориентацию ромбической пластинки выберите из списка Ориентация соответствующее значение.

Ширина. Чтобы задать ширину ромбической пластинки, выберите тип параметра Ширина и введите значение в соответствующее поле диалога.

Радиус. Чтобы задать радиус вписанной окружности ромбической пластинки, выберите тип параметра Радиус и введите значение в соответствующее поле диалога.

Диаметр. Чтобы задать диаметр вписанной окружности ромбической пластинки, выберите тип параметра Диаметр и введите значение в соответствующее поле диалога.

Радиус скругления - радиус скругления на углах ромбической пластинки.

Чтобы задать радиус скругления на углах ромбической пластинки введите его значение в поле Радиус скругления.

Угол – значение угла между сторонами ромбической пластинки.

Чтобы задать угол между сторонами ромбической пластинки введите его значение в поле Угол.

Тип инструмента “Пластинка квадратная”. Для инструмента Пластинка квадратная задаются параметры: Ориентация, Ширина, Радиус, Диаметр Радиус скругления.

Тип инструмента “Пластинка треугольная”. Для инструмента Пластинка треугольная задаются параметры: Ориентация, Ширина, Радиус, Диаметр, Радиус скругления. Все углы треугольной пластинки равны 60 градусам.

Тип инструмента “Пластинка прорезная”. Для инструмента Пластинка прорезная задаются параметры: Ориентация, Длина, Ширина, Радиус скругления. 

Тип инструмента “Пластинка круглая”. Для инструмента Пластинка круглая задаются параметры: Радиус или Диаметр.

Тип обработки. Этот параметр влияет на выбор инструмента из базы данных.

Из маршрута. Выбор инструмента из маршрута.

Базы.  Выбор инструмента из базы данных по заданному типу обработки и диаметру инструмента.

Закладка Подход/отход

Выберите тип подхода из списка и задайте параметры подхода.

Выключено - Движение инструмента непосредственно в точку начала обработки контура.

Линейный - Движение к точке начала обработки контура по прямой под определенным углом к контуру. Для подхода к контуру по прямой под заданным углом, необходимо задать длину перемещения подхода.

Радиальный - Подход к контуру по дуге заданного радиуса. Для задания радиусного подхода, необходимо задать радиус дуги подхода и центральный угол.

Длина - Длина перемещения подхода (линейный).

Радиус - Радиус дуги подхода (радиальный).

Угол - Для линейного подхода: Угол подхода инструмента к контуру в точке начала обработки контура. Определяется как угол между вектором подхода и вектором движения в точке подхода. Для радиусного подхода: Центральный угол дуги. Если эта величина равна нулю, угол считается незаданным и подход будет произведен по дуге в четверть окружности (90 градусов).

Выберите тип отхода из списка и задайте параметры отхода.

Выключено - Инструмент остается в точке конца обработки контура.

Линейный - Движение из точки конца обработки контура по прямой под определенным углом к контуру. Для задания отхода по прямой под определенным углом, необходимо задать длину перемещения отхода.

Радиусный - Отход от контура по дуге заданного радиуса. Для задания отхода по дуге, необходимо задать радиус дуги и центральный угол.

Длина - Длина перемещения отхода (линейный).

Радиус - Радиус дуги отхода (радиусный).

Угол - Для линейного отхода: Угол отхода инструмента из точки конца обработки контура. Для радиусного отхода: Центральный угол дуги. Если значение равно нулю, угол считается незаданным, и отход производится по дуге в четверть окружности (90 градусов).

4.3.2.2. Технологический переход «Расточить (Токарный)»

Расточить (Токарный) — технологический переход, определяющий обработку конструктивного элемента область. Тип инструмента, используемого в переходе «Расточить (Токарный)» — резец. Для задания перехода  нажмите и удерживайте кнопку «Точить» , на панели «Переходы» и выберите кнопку «Расточить (Токарный)» . Появится диалог  «Расточить (Токарный)».

Параметры технологического перехода точить определяются в диалоге «Расточить (Токарный)». ADEM CAM позволяет задать тип и направление обработки, количество проходов, режимы резания и т.п.

Закладка Параметры технологического перехода «Расточить (Токарный)»

Рассмотрим параметры,  отличающиеся от перехода «Точить»

В группе Схема производится задание схемы обработки. ADEM CAM позволяет выбрать одну из семи различных схем обработки:

Черновое – обработка производится параллельно осям X и Y. Количество проходов рассчитывается на основе заданной глубины резания. Инструмент движется из точки начала прохода к точке конца прохода, по кратчайшему расстоянию выходит на уровень предыдущего прохода и на ускоренном перемещении идет в начало следующего прохода параллельно осям. Последний проход, удаляющий гребешки, выполняется вдоль контура.

Предварительное – обработка отличается от чернового точения тем, что инструмент из точки конца прохода на уровень предыдущего прохода движется вдоль контура. Кроме того, в этом случае отсутствует последний проход вдоль контура, используемый при черновом точении для удаления гребешков.

Смещенное – обработка снятием смещенного контура в направлении, перпендикулярном направлению оси. Шаг смещения равен глубине резания. Инструмент движется из точки начала прохода к точке конца прохода по части смещенного контура.

Прорезка – обработка заданной области прорезным резцом с отслеживанием смены режущих кромок в процессе обработки. Траектория будет рассчитана на одну настроечную точку с учетом заданной ширины инструмента. Если в переходе не будут заданы параметры Гл.рез. и Проход, то выполнится зачистка контура с учетом смены режущих кромок.

Чистовое – чистовая обработка. Если задан один из параметров: Гл.рез. или Проход, то сначала выполнится обработка по схеме Черновое точение. Если задан Ост. прир., то выполняется дополнительный переход для его снятия (в результате выполняется два перехода вдоль контура).

Контурное – обработка снятием эквидистантного контура. Выполняется расчет эквидистантных контуров с шагом, заданным параметром Гл.рез. Инструмент движется из точки начала прохода к точке конца прохода по части эквидистантного контура. Финишный проход производится по заданному контуру детали с учетом остаточного припуска.

Прорезка черновая – обработка по схеме Прорезка, но без финишного прохода для зачистки.

Припуск ( остаточный припуск ) - это необработанный слой материала, оставленный на контуре конструктивного элемента. Величина остаточного припуска может быть как положительной, так и отрицательной.

Недобег – расстояние от инструмента до точки начала обработки, на котором производится переключение с холостого хода на подачу врезания.

                 

Перебег – расстояние, на которое инструмент выходит за границу области обработки на рабочей подаче.

                           

Закладка Дополнительные параметры технологического перехода

"Расточить (Токарный)"

Задаются аналогично переходу «Точить». Добавился пункт Останов. 

                                                     

4.3.2.3. Технологический переход «Подрезать»

Подрезать — технологический переход, определяющий обработку конструктивного элемента торец. Тип инструмента, используемого в переходе «Подрезать» — резец. Для задания перехода  нажмите кнопку «Подрезать» на панели «Переходы». Появится диалог  «Подрезать».

Закладка Параметры ТП “Подрезать”

В группе Направление указываются:

Сверху – подрезка к центру.

Снизу - подрезка от центра.

Припуск  – остаточный припуск – это необработанный слой материала, оставленный на контуре конструктивного элемента. Величина остаточного припуска может быть как положительной, так и отрицательной.

              

Недобег – расстояние от инструмента до точки начала обработки, на котором производится переключение с холостого хода на подачу врезания

Закладка Дополнительные параметры ТП “Подрезать”

Центрование. Если флажок установлен, то совместно с подрезкой торца выполняется его центрование.

4.3.2.4. Технологический переход «Отрезать»

Отрезать — технологический переход, определяющий обработку конструктивного элемента торец. Тип инструмента, используемого в переходе «Отрезать» — резец. Для задания технологического перехода «Отрезать» нажмите и удерживайте кнопку «Подрезать» на панели «Переходы» и выберите кнопку «Отрезать» . Появится диалог  «Отрезать».

Закладка Параметры технологического перехода «Отрезать»

Остаточный припуск  – остаточный припуск – это необработанный слой материала, оставленный на контуре конструктивного элемента. Величина остаточного припуска может быть как положительной, так и отрицательной.

      

Недобег – расстояние от инструмента до точки начала обработки, на котором производится переключение с холостого хода на подачу врезания

            

Перебег – расстояние, на которое инструмент выходит за границу области обработки на рабочей подаче.

               

4.3.2.5. Технологический переход «Нарезать резьбу (Токарный)»

Нарезать резьбу (Токарный) — технологический переход, определяющий обработку конструктивного элемента резьба. Тип инструмента, используемого в переходе «Нарезать резьбу (Токарный)» — резец или метчик.

Закладка Параметры ТП “Нарезать резьбу (Токарный)”

Недобег — расстояние от инструмента до плоскости привязки конструктивного элемента, на котором производится переключение с холостого хода на рабочую подачу.

Перебег – расстояние, на которое инструмент выходит за нижнюю кромку конструктивного элемента.

Чистовые проходы. Этот параметр определяет количество чистовых проходов. Если его задать, то число чистовых проходов будет равно этому значению. Если его не задавать, то число чистовых проходов становится равным 2.

Проходы. Этот параметр определяет количество черновых проходов. Можно задавать  количество проходов или глубину одного прохода.

Тип обработки. В ADEM CAM существует несколько типов обработки для нарезания резьбы на токарных станках.

Профиль – получение резьбы методом подачи на врезание. Профиль инструмента должен соответствовать профилю резьбы.

Смещение – получение резьбы методом смещенной подачи. Если смещение в переходе установили в «0», то система автоматически рассчитывает смещения на проходах для угла 60. Расчет ведется из условия равенства снимаемого металла на проходах. При нарезании резьбы слева процессор также автоматически рассчитывает смещение на проходах – в данном случае величину смещения нужно установить в «–100».

       

Шестипроходная – получение резьбы методом смещенной подачи. Это один из видов двустороннего бокового врезания. В данном случае величины смещения рассчитываются автоматически. Нарезание резьбы происходит за шесть проходов.

            

Двустороннее смещение (боковое двустороннее врезание) - получение резьбы методом смещенной подачи.

                    

4.4. Формирование технологических команд 

Маршрут обработки может содержать специальные технологические команды - технологические объекты не связанные с непосредственной обработкой (снятием металла). При помощи технологических команд Вы можете задать общие особенности процесса обработки, такие как начальная, или конечная точка движения инструмента, плоскость холостых ходов и др.

Технологические команды расположены на панели “Команды”.

   1      2     3      4      5      6     7      8      9     10    11   12   13    14    15     16

1 – инструмент (назначение и корректировка инструмента); 2 – начало цикла (определение начала цикла в ПСК); 3 – безопасная позиция (задание безопасной позиции); 4 – плоскость холостых ходов; 5 – перезахват (задание перезахвата для прессов с ЧПУ); 6 – стоп (осуществление программного останова станка и УП с выключением шпинделя); 7 – останов (осуществление программного останова станка и УП без выключения шпинделя); 8 – отвод (перемещение инструмента из текущего положения в безопасную позицию); 9 – аппроксимация (задание максимального значения погрешности при аппроксимации кривой); 10 – поворот (поворот оси шпинделя вокруг 1, 2, 3-х осей вращения текущей системы координат); 11 – комментарий (создание комментария); 12- вызов программы (выполнение программы); 13 – вызов цикла (выполнение цикла в заданной точке); 14 – команда пользователя (произвольная технологическая команда, параметры которой определяются пользователем); 15 – Ручной ввод (ручной ввод CL DATA); 16 – Контрольная точка.  

Технологическая команда может быть задана в любой момент проектирования обработки.

Технологическая команда «Инструмент»

Технологическая команда Инструмент устанавливает параметры инструмента, который будет использован в последующих технологических переходах. Как правило, команда Инструмент используется перед вызовом подпрограмм или станочных циклов.

Параметры технологической команды Инструмент задаются в диалоге «Инструмент». ADEM CAM позволяет задать геометрические параметры инструмента, корректоры, а также форму режущей части для токарного резца.

Тип инструмента. Различные типы технологических переходов требуют инструмент различного типа. Например, для выполнения перехода Фрезеровать необходим инструмент фреза, для перехода Пробить — пуансон.

   Такие параметры инструмента, как Длина, Угол, R.Скругл, Диаметр и Вылет задают форму инструмента.

Для задания размера инструмента используется один из параметров: радиус, диаметр, ширина (для резца) или сечение (для пуансона).

Чтобы задать ширину прорезного (отрезного) резца, выберите тип параметра Ширина и и введите соответствующее значение в поле диалога в группе Размер. Знак определяет положение настроечной точки резца в соответствии с направлением осей координат.

Технологическая команда «Начало цикла»

Технологическая команда «Начало цикла» задает положение начала цикла (настроечной точки инструмента) в пользовательской системе координат. За настроечную точку инструмента принимают либо базовую точку шпинделя или резцедержателя, либо вершину какого-либо участвующего в обработке, или фиктивного инструмента.

В системе реализовано три способа задания положения начала цикла (НЦ):

  1. номером системы координат;
  2. номерами корректоров с координатами положения инструмента;
  3. значениями координат по каждой оси.

Первые два способа задают положение инструмента неявно. Способ установки начала цикла детали зависит от типа станка и системы ЧПУ, а также от того, в какой системе координат, абсолютной или относительной, формируются перемещения инструмента. Неявный способ задания положения начала цикла допускается только при перемещениях в абсолютной системе координат станка.

При явном способе установки нуля в управляющую программу (УП) выдаются команда установки нуля и координаты положения инструмента. При неявном способе - только команда установки нуля, а координаты положения инструмента определяются значением корректоров или считываются из памяти.

Технологическая команда «Начало цикла» может задаваться многократно для переопределения координат положения инструмента, например, при обработке корпусных деталей, и должна предшествовать первому перемещению, заданному относительно вновь определяемого начала отсчета.

В системе реализовано три способа задания положения начала цикла (НЦ): номером системы координат, номерами корректоров и значениями координат по каждой оси.

Технологическая команда «Безопасная позиция»

Безопасная позиция - это точка или плоскость, куда отводится инструмент перед сменой, перед поворотом детали в рабочем пространстве станка, перед сменой стола спутника, а также по команде ОТВОД.

Технологическая команда «Плоскость холостых ходов»

Плоскость холостых ходов (ПХХ) - это плоскость, по которой выполняются холостые перемещения инструмента при переходе от одного конструктивного элемента к другому. Перемещение на холостом ходу через действующую ПХХ формируется следующим образом:

по кратчайшему расстоянию из конечной точки обработки в ПХХ;

по кратчайшему расстоянию в новую точку на ПХХ;

по кратчайшему расстоянию из ПХХ в начальную точку обработки следующего КЭ.

Если в станке не реализовано перемещение на холостом ходу по двум координатам одновременно, система автоматически разобьет данное перемещение на два.

Если ПХХ не задана, инструмент будет перемещаться на холостом ходу от одного конструктивного элемента к другому по кратчайшему расстоянию.

При смене инструмента происходит автоматическое отключение установленной плоскости холостых ходов.

Параметры плоскости холостых ходов

Модальная команда. Чтобы ПХХ действовала на всех переходах до ее отмены или переопределения, необходимо установить флажок Модальная команда. Если такой флажок не установлен, то ПХХ будет действовать только до первого перехода.

вкл./выкл. Чтобы задать положение плоскости холостых ходов, поставьте флажок вкл./выкл. . Если флажок не установлен, то плоскость холостых ходов считается выключенной. В этом случае, инструмент будет перемещаться на холостом ходу от одного КЭ к другому по кратчайшему расстоянию.

параллельно плоскости XY. Плоскость холостых ходов располагается параллельно плоскости XY на заданной Z координате.

параллельно плоскости XZ. Плоскость холостых ходов располагается параллельно плоскости XZ на заданной Y координате.

параллельно плоскости YZ. Плоскость холостых ходов располагается параллельно плоскости YZ на заданной X координате.

Координата Z. Высота плоскости холостых ходов.  

Технологические команды “Стоп” и “Останов”

Команда Стоп программно останавливает работу станка. При этом происходит выключение шпинделя и СОЖ. Для продолжения работы необходимо вмешательство оператора. При продолжении работы функции шпинделя и СОЖ восстанавливаются.

Команда Останов отличается от команды Стоп тем, что она отрабатывается в зависимости от положения специального переключателя на пульте УЧПУ.

Команды Стоп и Останов могут быть заданы только для тех станков, у которых реализованы данные функции.

Технологическая команда «Отвод»

При выполнении команды Отвод система формирует в УП последовательность команд перемещения инструмента из текущего положения в безопасную позицию.

Технологическая команда «Аппроксимация»

Технологическая команда «Аппроксимация» применяется для задания точности обработки последующих ТО. При этом в текущем проекте создается технологический объект Аппроксимация. В поле Значение введите значение аппроксимации.

Технологическая команда «Поворот»

Команда Поворот задает угол поворота оси шпинделя вокруг одной, двух или трех (одновременно) осей вращения текущей системы координат детали. В зависимости от типа станка поворот обеспечивается, либо за счет поворота детали относительно оси шпинделя, либо за счет поворота оси шпинделя относительно детали.

Задаются Абсолютный или Относительный (заданное угловое приращение) угол поворота.

Для поворота вокруг осей А, В или С установите флажок Ось А,  Ось В или Ось С и задайте угол поворота вокруг оси в поле справа.

. Технологическая команда «Комментарий»

Технологическая команда «Комментарий» применяется для вставки комментария в маршрут обработки и управляющую программу. При этом в текущем проекте создается технологический объект ”Комментарий”. В поле Текст введите текст комментария.

Технологическая команда «Вызов подпрограмм»

Команда Вызов подпрограммы вызывает в заданной точке(ах) выбранный проект из текущего как подпрограмму.

Подпрограмма может быть сформирована как станочная или как внутренняя. Станочная подпрограмма - это подпрограмма, располагающаяся в начале или в конце УП. Основная программа содержит только команду ее вызова. Внутренняя подпрограмма - это подпрограмма, которая находится внутри УП. Основная программа содержит столько копий внутренней подпрограммы, сколько было сделано ее вызовов.

Технологическая команда «Вызов цикла»

Команда Вызов цикла применяется для вызова станочных и пользовательских циклов. При этом в текущем проекте создается технологический объект ”Цикл «<номер цикла>”. Точкой вызова цикла является центр указанной окружности или дуги.

Более подробно работа с пользовательскими циклами описана в документации на модуль генерации постпроцессоров ADEM GPP.

Технологическая команда «Команда пользователя»

Пользовательская команда применяется для вызова и формирования в файле CLDATA или в кадрах УП команд, определенных пользователем. При этом в текущем проекте создается технологический объект ”Команда пользователя”. В качестве команды пользователя могут быть использованы макро процедуры и непосредственно команды пользователя.

Макро процедуры пользователя находятся в папке ..ADEM Folder/ncm/mpr/. Номер макро процедуры соответствует имени файла в данной папке и задается в соответствующем поле диалога «Команда пользователя». В качестве примера составления макро процедур в папке находится файл mp5001.txt. 

Команды пользователя находятся в папке ..ADEM Folder/ncm/ncalg/ini/. Номер Команды пользователя соответствует имени файла в данной папке и задается в соответствующем поле диалога «Команда пользователя». В качестве примера составления команд пользователя в папке находится файл user0045.INI. 

Более подробно работа с командами пользователя описана в документации на модуль генерации постпроцессоров ADEM GPP.

  1.  В поле Номер Команды задайте номер команды.
  2.  В полях Параметры задайте ранее определенные параметры команды (до 20 параметров).

Технологическая команда «Ручной ввод»

Команда Ручной ввод применяется для ввода строки программы при помощи «Редактора CLDATA».

Формирование технологической команды «Ручной ввод»

  1.  Нажмите кнопку «Ручной ввод» на панели инструментов «Технологические команды». Откроется «Редактор CLDATA».
  2.  При помощи редактора опишите перемещение инструмента.
  3.  Нажмите кнопку F4 выхода из редактора. Появится сообщение «Объект изменен. Сохранить?»
  4.  Нажмите кнопку «ДА». ADEM сохранит введенную CLDATA.
  5.  В системе появится технологический объект «Строка».

Технологическая команда «Контрольная точка»

Команда Контрольная точка применяется для двухтуретной обработки (двумя шпинделями одновременно). Пока в управляющей программе для одного шпинделя не выполнятся все действия расположенные до контрольной точки, управляющая программа  для другого шпинделя не выполняется

Формирование технологической команды «Ручной ввод»

  1.  Нажмите кнопку «Контрольная точка» на панели инструментов «Технологические команды». Откроется диалог «Контрольная точка».

  1.  В поле диалога введите номер контрольной точки и нажмите ОК.

4.5. Управление и редактирование ТО

В процессе задания маршрута обработки Вам может потребоваться  изменить параметры созданного технологического объекта, вставить новый технологический объект в маршрут, удалить созданный технологический объект и т.д.

Управление технологическими объектами осуществляется с помощью команд, расположенных на панели инструментов «Управление Технологическими Объектами» и в диалоге «Управление маршрутом».

             1     2      3      4     5      6     7     8     9    10    11    12   13    14

1 – Маршрут (управление ТО); 2 – Исключить (временное исключение или восстановление ТО из маршрута обработки); 3 – Вставить; 4 – Дублировать; 5 – Изменить (изменение части ТО или его параметрических связей); 6 – Редактирование перехода ( редактирование параметров перехода); 7 – Редактирование КЭ (редактирование параметров конструктивных элементов с сохранением параметрических связей); 8 – Редактирование инструмента ; 9 – Удаление ТО; 10 – Копирование в текущий ТО КЭ из ранее созданного ТО с установлением параметрических связей по КЭ; 11 – Переход из маршрута (копирование в текущий ТО перехода из ранее созданного с установлением параметрических связей из перехода); 12 – Настройка (настройка параметров КЭ и технологического перехода по умолчанию); 13 – Предыдущий (переход к предыдущему  ТО в маршруте); 14 – Следующий (переход к следующему ТО в маршруте).

Этими командами вызываются те или иные диалоговые окна. Например, по команде 1 – Маршрут (управление ТО), появляется диалог «Управление маршрутом», содержащий спроектированный маршрут. Если в нем выделить какой-либо ТО, то активизируются кнопки в правой части поля, которыми можно внести изменения в спроектированный маршрут.

 

Используя эти команды, можно временно исключить/восстановить технологический объект, изменить последовательность технологических объектов в маршруте, вставить между объектами новый объект, удалить выбранные или все технологические объекты.

ADEM CAM позволяет редактировать параметры созданных конструктивных элементов, технологических переходов и технологических команд, а также изменять тип конструктивного элемента или технологического перехода.

Кроме того, можно создавать технологические объекты, параметрически связанные по конструктивному элементу или технологическому переходу, что позволяет задавать несколько технологических переходов для одного конструктивного элемента или использовать один технологический переход для нескольких конструктивных элементов.

4.6. Расчет и моделирование обработки 

После задания всех технологических объектов Вы можете рассчитать траекторию движения инструмента, сгенерировать управляющую программу и смоделировать процесс обработки.

Ниже будут рассмотрены вопросы: Расчет траектории движения инструмента, Генерация управляющей программы, Моделирование обработки.

Расчет траектории движения инструмента 

. Расчет производится при помощи команды Процессор на панели «Процессор»  Результатом расчета является файл CLDATA, который содержит последовательность команд для станка с ЧПУ. При выполнении команды, будет показана траектория движения инструмента и появится диалог с сообщением «Успешное выполнение».

Вы можете рассчитать траекторию движения инструмента не только для всех ТО, но и для текущего ТО. Расчет траектории движения инструмента для текущего ТО производится с помощью команды Выполнить текущий ТО  на панели «Процессор».

После выполнения команды «Процессор» Вы можете просмотреть файл CLDATA. CLDATA - это текстовый файл в формате ASCII, содержащий команды перемещения инструмента, команды не связанные с перемещением инструмента (например, включение/выключение шпинделя, охлаждения), справочную информацию (название УП, модель станка и т.п.). Для просмотра файла CLDATA нажмите кнопку «Просмотр CLDATA»   на панели «Постпроцессор». Пример такого файла показан в приложении №1.

Иногда пользователю нужно внести изменения в автоматически рассчитанную CLDATA. Для таких целей существует редактор CLDATA. После выполнения команды «Процессор», формируется файл, содержащий команды CLDATA. Его можно редактировать не только при помощи текстового редактора, но и при помощи специализированного редактора, который имеет более удобный интерфейс. Для запуска редактора CLDATA нажмите кнопку «Редактор CLDATA» на панели «Процессор».

С помощью редактора можно вводить команды CLDATA при помощи иконок. После запуска редактор считывает CLDATA из сформированного файла. Текст программы разбит по операциям и отображается в виде дерева. Большинство команд имеют параметры. При нажатии на команду, можно легко редактировать параметры. После редактирования или внесения новых параметров необходимо сохранить изменения.  Для сохранения внесенных изменений в меню редактора Файл выберите Сохранить и выйти.

Генерация управляющей программы 

Управляющая программа (УП) - последовательность команд для определенного вида оборудования. Перед генерацией управляющей программы Вы должны рассчитать траекторию движения инструмента и выбрать конкретный вид оборудования (модель станка).

Выбор  вид оборудования производится командой  Станок (информация о типе и модели оборудования, для которого формируется УП) на панели «CAM информация».

Открывается диалог Оборудование, в котором указаны Модель станка, его Тип  (токарный, фрезерный, обрабатывающий центр и др.), Постпроцессор (порядковый номер в базе данных) и Комментарий (общепринятое название системы ЧПУ).

После выбора оборудования можно переходить к преобразованию файла CLDATA в управляющую программу.

Файл CLDATA транслируется в управляющую программу при помощи команды Адаптер на панели «Процессор».

После трансляции CLDATA в УП появится диалог «Параметры» с параметрами: время обработки и длина управляющей программы в метрах перфоленты.

Просмотр этих параметров можно произвести также, если нажать кнопку Время и длина на панели «Постпроцессор». Снова появится диалог «Параметры» с временем обработки и длиной УП.

После преобразования файла CLDATA в управляющую программу Вы можете просмотреть текст УП.  Для просмотра УП нажмите кнопку Просмотр управляющей программы» на панели «Постпроцессор». Пример такой программы показан в приложении №2.

Вы можете просмотреть и сохранить сгенерированную управляющую программу в форматах .TAP или .TNC.  Для сохранения УП:

  1.  Выберите команду «Сохранить управляющую программу как...» из меню «Файл».
  2.  Введите имя управляющей программы в поле Имя файла.
  3.  Выберите диск и каталог.
  4.  Нажмите кнопку OK.

Автоматически будет создано два файла: один в формате .ТAP,  другой в формате .TNC.

Моделирование обработки

После расчета траектории движения инструмента (команда «Процессор») Вы можете динамически моделировать процесс обработки. Можно выбрать один из следующих типов моделирования:

– плоское моделирование или Моделирование 2D;

– объемное моделирование или Моделирование 3D.   

Плоское моделирование обработки

Команды расположены на панели Моделирование 2D.

   

1      2       3       4       5

1 – Полное моделирование обработки с выводом координат текущего положения инструмента; 2 – Моделирование обработки с выводом в информационной строке координат инструмента в конечной точке текущего элемента; 3 – казать траекторию (отображение траектории движения настроечной точки инструмента); 4 – пошаговое моделирование обработки с выводом в информационной строке координат текущего положения инструмента; 5 – погасить траекторию движения настроечной точки инструмента.

Команда «Полное моделирование»  используется для моделирования обработки с отображением в строке состояния координат текущего положения инструмента и параметров инструмента (подача, скорость вращения шпинделя, СОЖ).

Команда «Моделирование»  используется для моделирования обработки с отображением в строке состояния координат инструмента в конечной точке текущего элемента CLDATA и параметров инструмента.

Команда «Показать траекторию»  используется для отображения траектории движения инструмента.

Команда «Пошаговое моделирование»  используется для моделирования обработки с отображением в строке состояния координат текущего положения инструмента и параметров инструмента (подача, скорость вращения шпинделя, СОЖ). При этом инструмент останавливается в каждой конечной точке текущего элемента CL DATA. Для продолжения моделирования нажмите любую клавишу на клавиатуре или левую кнопку мыши. Ниже на рисунках показаны фрагменты траектории и координаты соответствующих точке.

        

       Х=180,1553  У=  46,5

    

   Х=268,1565   У=69,3677

Объемное моделирование обработки 

Для объемного моделирования обработки Вы можете использовать модуль ADEM 3D Simulator или модуль ADEM Verify.

Для моделирования обработки в модуле ADEM Verify:

  1.  Нажмите кнопку Объемное моделирование на панели «Моделирование 3D». Появится окно модуля ADEM Verify. Текущий файл CLDATA будет автоматически передан в модуль ADEM Verify.

На экране появляется рабочее окно модуля ADEM Verify, с соответствующими панелями управления. В поле Graphics View  показаны: –  контур заготовки, – траектория движения инструмента при обработке. Там же имеется окно Camera, с помощью которого изображение детали можно просматривать в разных ракурсах (слева, справа, и др.).

  1.  Нажмите кнопку Simulate на панели Simulate.
  2.  Нажмите кнопку Start на панели Simulate.

          

А)                                                                    Б)

        

В)                                                                        Г)

       

Д)                                                                            Е)

На вышеприведенных рисунках показано объемное моделирование в модуле ADEM Verify на разных стадиях обработки детали:

А) – контуры детали и траектория движения инструмента;

Б) – инструмент в исходном положении;

В) – деталь и инструмент после обработки стенки (боковых поверхностей);

Г) – деталь и инструмент после обработки плоскости (верхней поверхности);

Д) – деталь и инструмент после обработки отверстий;

Е) – деталь после окончания обработки (инструмент выведен в начальное положение).

4.7.  Выбор заготовки

Для просматриваемой в объемном моделировании обработки можно выбрать заготовку. Габариты заготовки будут переданы в ADEM Verify.

Для задания заготовки:

  1.  Нажмите кнопку  – Заготовка на панели «САМ Информация». Появится окно диалог «Заготовка».
  2.  При помощи одного из способов задания выберите заготовку и нажмите

Существует 2 способа задания заготовки: – при помощи координат, – при помощи контура. Каждый из этих способов позволяет получить заготовки для фрезерной и токарной обработки.

Задание заготовки при помощи координат для фрезерной обработки

Выберите способ задания заготовки Координаты. Введите в поля диалога максимальные и минимальные  значения координат X, Y, Z. Можно указать эти значения на чертеже. Для этого нажмите кнопку соответствующую названию координаты (например –

X min и др.) и при помощи мыши укажите нужную точку.

  

Задание заготовки при помощи координат для токарной обработки

Установите флажок Тело вращения. Введите поля диалога максимальные и минимальные  значения координат X, Y и значения максимального и минимального диаметра Можно указать эти значения на чертеже. Для этого нажмите кнопку, соответствующую названию координаты, и при помощи мыши укажите нужную точку.

Задание заготовки при помощи контура для фрезерной обработки.

При данном способе вы можете выбрать заготовку из базы данных. Для этого нажмите кнопку База и выберите контур. Можно указать контур заготовки с экрана. Для этого нажмите кнопку C экрана и укажите контур на чертеже. Введите в поля диалога максимальные и минимальные  значения координаты  Z. Можно указать эти значения на чертеже. Для этого нажмите кнопку, соответствующую названию координаты, и при помощи мыши укажите нужную точку.

Задание заготовки при помощи контура для токарной обработки

Установите флажок Тело вращения. При данном способе вы можете выбрать заготовку из базы данных. Для этого нажмите кнопку База и выберите контур. Можно указать контур заготовки с экрана. Для этого нажмите кнопку C экрана и укажите контур на чертеже.

Литература

а) основная литература

  1. Системы автоматизированного проектирования. В 9-ти кн. Кн. 6. Учебное пособие для втузов. Автоматизация конструкторского и технологического проектирования. Н.М. Капустин, Г.Н. Васильев; / Под редакцией Н.Н. Норенкова. – М.; Высшая школа,1986
  2.  ADEM 7.0. Руководство пользователя. CAМ документация 70.
  3.  ADEM 7.0. Руководство пользователя. Учебные курсы. ADEM CAM: практический курс.
  4.  ADEM 7.0. Руководство пользователя. Учебные курсы. ADEM CAM: упражнения.
  5.  ADEM 7.0. Руководство пользователя. Учебные курсы. ADEM CAM: 3Х обработка.
  6. А.И.Пятунин. САПР подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ. Курс лекций. Электронный формат, 2006.
  7. Пятунин А.И., Смирнов К.А., Савина З.С. САПР управляющих программ (Часть I); Автоматизированная подготовка управляющих программ для станков с ЧПУ в САПР ТП  “АДЕМ”: Лаб. практикум – М.: ЭПИ МИСиС, 2008.
  8. Пятунин А.И., Смирнов К.А., Савина З.С. САПР управляющих программ (Часть II); Автоматизированная подготовка управляющих программ для станков с ЧПУ в САПР ТП  “АДЕМ”: Лаб. практикум – М.: ЭПИ МИСиС, 2008.
  9. Пятунин А.И., Смирнов К.А., Савина З.С. САПР управляющих программ (Часть III); Автоматизированная подготовка управляющих программ для станков с ЧПУ в САПР ТП  “АДЕМ”: Лаб. практикум – М.: ЭПИ МИСиС, 2008.

б) дополнительная литература:

  1.  ADEM 7.0. Руководство пользователя. TDM документация 70.
  2.  ADEM 7.0. Руководство пользователя. GPP WIN документация 70. Руководство по созданию управляющих программ для ЧПУ (постпроцессоры)
  3.  Техтран - система программирования оборудования с ЧПУ/ А.А. Алферов,  О.Ю. Батунер,  М.Ю. Блюдзе и др. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд., 1987
  4.  И.С.Моисеева, Н.Н.Гольдина, А.С.Белозерцев и др. Применение отечественных и программных продуктов в учебном процессе. / САПР и графика, №9, 2000.
  5. Э.Берлинер. Актуальность применения САПР в машиностроении. / САПР и графика, №9, 2000.
  6. Е.Н. Зазерский, С.Н. Жолнерчик. Технология обработки деталей на станках с ЧПУ. – Л.: Машиностроение, 1975. –208 с.

Приложения

Приложение №1 – Подготовительные и вспомогательные функции,

согласно ГОСТ 20999-83

Код фун-кции

Наименование функции

Значение функции

Подготовительные функции

G00

Быстрое позиционирование (линейная интерполяция* при ускоренном перемещении)

 Перемещение в запрограммированную точку с максимальной скоростью (например, с наибольшей скоростью подачи). Предварительно запрограммированная скорость перемещения игнорируется, но не отменяется. Перемещения по осям координат могут быть нескоординированными.

G01

Линейная интерполяция с заданной скоростью подачи

 Команда на перемещение исполнительного органа станка, при котором обеспечивается постоянное отношение между скоростями по осям координат, пропорциональное отношению между расстояниями, на которые должен переместиться исполнительный орган станка по двум или более осям координат одновременно.

 При прямоугольной системе координат станка перемещение происходит по прямой линии со скоростью, заданной в программе при помощи адреса F.

G02

Круговая интерполяция с перемещением по часовой стрелке

 Команда на перемещение со скоростью, заданной в программе при помощи адреса F, по дуге окружности в направлении по часовой стрелке, если смотреть со стороны положительного направления координатной оси, перпендикулярной обрабатываемой поверхности.

G03

Круговая интерполяция с перемещением против часовой стрелки

 Команда на перемещение со скоростью, заданной в программе при помощи адреса F, по дуге окружности в направлении против часовой стрелки, если смотреть со стороны положительного направления оси, перпендикулярной обрабатываемой поверхности.

G04

Пауза (выдержка в отработке программы на определенное время)

 Команда на временную задержку в отработке программы, конкретное значение которой задается отдельно в программе или иным способом. Применяется для выполнения операций, протекающих известное время и не требующих сообщения о выполнении.

G06

Параболическая интерполяция

 Команда на перемещение со скоростью, заданной в программе при помощи адреса F, по дуге параболы.

G08

Разгон

 Автоматическое увеличение скорости перемещения в начале движения до запрограммированного значения.

G09

Торможение

 Автоматическое уменьшение скорости перемещения относительно запрограммированной при приближении к запрограммированной точке.    

G17

Выбор плоскости XY

 Задание плоскости XY для выполнения таких функций как круговая интерполяция, коррекция на фрезу и т.п.

G18

Выбор плоскости XZ

 Задание плоскости XZ для выполнения таких функций как круговая интерполяция, коррекция на фрезу и т.п.

G19

Выбор плоскости YZ

 Задание плоскости YZ для выполнения таких функций как круговая интерполяция, коррекция на фрезу и т.п.

G41

Коррекция левая на радиус (диаметр) инструмента

 Коррекция на диаметр или радиус режущей части инструмента. Используется совместно с обозначением корректора на радиус (диаметр) инструмента, численное значение которого занесено в память ЧПУ станка, когда режущая часть инструмента находится слева от обрабатываемой поверхности, если смотреть от режущей части инструмента в направлении перемещения инструмента относительно обрабатываемой заготовки.

G42

Коррекция правая на радиус (диаметр) инструмента

 Коррекция на диаметр или радиус режущей части инструмента. Используется совместно с обозначением корректора на радиус (диаметр) инструмента, численное значение которого занесено в память ЧПУ станка, когда режущая часть инструмента находится справа от обрабатываемой поверхности, если смотреть от режущей части инструмента в направлении перемещения инструмента относительно обрабатываемой заготовки.

G43

Коррекция положительная на положение (длину вылета) инструмента

 Указание, что численное значение выбранной коррекции на длину вылета режущей части инструмента, занесенное в память ЧПУ станка, необходимо сложить со значением координаты, заданной в соответствующих кадрах программы.

G44

Коррекция отрицательная на положение (длину вылета) инструмента

 Указание, что численное значение выбранной коррекции на длину вылета режущей части инструмента, занесенное в память ЧПУ станка, необходимо вычесть из значения координаты, заданной в соответствующих кадрах программы.

G53

Отмена заданного смещения координат

 Отмена любого смещения координат, заданного при помощи функций G54…G59.

G54…

G59

Заданное смещение координат

 Смещение координат нулевой точки детали относительно исходной точки станка. Конкретный вариант кода определяется особенностями системы ЧПУ станка.

G80

Отмена постоянного цикла

 Команда, отменяющая выполнение любого постоянного цикла

G81…

G89

Постоянные циклы

 Команды на выполнение постоянных циклов. Вид циклов и характер движений исполнительных органов станка при их исполнении определяется особенностями системы ЧПУ станка.

G90

Абсолютный размер

 Отсчет перемещений исполнительных органов станка производится в абсолютной системе координат относительно выбранной нулевой точки.

G91

Размер в приращениях

 Отсчет перемещений исполнительных органов станка производится в относительной системе координат относительно предыдущей запрограммированной точки.

G96

Постоянная скорость резания

 Указание, что число, следующее за адресом S, равно скорости резания в метрах в минуту. При этом скорость шпинделя регулируется автоматически с целью поддержания запрограммированной скорости резания.

G97

Обороты в минуту

 Указание, что число, следующее за адресом S, равно скорости шпинделя в оборотах в минуту.

Вспомогательные функции

М00

Программируемый останов

 Команда на останов программы без потери информации с остановом шпинделя, прекращением движения подач и выключением охлаждения. После нажатия кнопки «Пуск» на пульте управления выполнение программы возобновляется с кадра, следующего за кадром с командой М00.

М01

Программируемый останов с подтверждением

 Команда, аналогичная М00, отличающаяся тем, что исполняется системой ЧПУ только после получения предварительного подтверждения с пульта управления.

М02

Конец программы

 Указывает на завершение отработки программы и приводит к останову шпинделя, прекращению подачи и выключению охлаждения после выполнения всех команд в кадре. Используется для приведения в исходное состояние системы ЧПУ и (или) приведения в исходное положение исполнительных органов станка.

М03

Вращение шпинделя по часовой стрелке

 Команда на включение вращения шпинделя в направлении, при котором вектор линейной скорости резания направлен:

при вращающейся заготовке - от обрабатываемой поверхности заготовки к передней поверхности режущей части инструмента; при вращающемся инструменте - и от передней поверхности режущей части инструмента к обрабатываемой поверхности заготовки.

М04

Вращение шпинделя против часовой стрелки

 Команда на включение вращения шпинделя в направлении, противоположном направлению вращения по часовой стрелке

М05

Останов шпинделя

 Команда на останов шпинделя и выключение охлаждения

М06

Смена инструмента

 Команда на смену инструмента вручную или автоматически (без поиска закодированной ячейки сменного инструмента)

М30

Конец информации

 Команда на останов шпинделя, прекращение подачи и выключение охлаждения. Используется для приведения в исходное состояние системы ЧПУ, включая приведение в исходное положение исполни

тельных органов станка.

Приложение №2 – Подготовительные и вспомогательные функции

             системы ЧПУ Fanuc 18M (Фрезерная)

G СЛОВО

G – слово представляет собой подготовительную команду, которая настраивает процессор ЧПУ на выполнение конкретной операции. Оно имеет формат G2 от 00 до 99. Некоторые G-коды автоматически активизируются процессором ЧПУ при следующих обстоятельствах.

  1. Включение питания станка.
  2. Считывание кода «конец программы» М02 или М30.
  3. Перезапуск процессора ЧПУ.
  4. Аварийная остановка.

Существует два типа G – кода:

  1. немодальные G-коды, которые действуют только в блоке, в котором они запрограммированы,
  2. модальные G-коды, которые действуют до тех пор, пока не будут заменены другим G-кодом из той же группы.

В приложении приведен перечень G-кодов по группам, которые  используются с процессором ЧПУ Fanuc M18.

В блоке данных допускается использовать только один G-код из каждой группы. Если в блоке данных с клавиатуры или с ленты запрограммировано более одного G-кода, то активным будет последний из противоречащих G-кодов, заведенных в этот блок данных.

G-коды, содержащие начальный нуль, могут записываться в программу без нуля.

Пример: код G01 может быть записан как G1.

Подготовительные функции

G Слово  Группа Определение

G00   1  Режим быстрого позиционирования

G01   1  Линейная интерполяция

G03   1  Круговая интерполяция против часовой стрелки

G04   0  Выстой

G10   0  Включение режима ввода данных

G11   0  Выключение режима ввода данных

G15   17  Отмена полярных координат

G16   17  Активизация полярных координат

G17   2  Выбор плоскости XY

G18   2  Выбор плоскости XZ

G19   2  Выбор плоскости YZ

G20   6  Ввод данных в дюймах

G21   6  Ввод данных в метрических единицах

G22   9  Активизация заданных пределов хода

G23   9  Отмена заданных пределов хода

G25                            24 Включение отслеживания отклонений скорости шпинделя

G26   24  Выключение отслеживания отклонений скорости

шпинделя

G27   0  Проверка возврата в исходное положение

G28   0  Возврат в исходное положение

G29   0  Возврат из исходного положения

G30   0  Возврат в положение смены инструмента

G31   0  Пропуск функции

G39   0  Круговая интерполяция с коррекцией угла

G40   7  Отмена коррекции на диаметр инструмента

G41   7  Активизация коррекции на диаметр инструмента

    (деталь справа)

G42   7  Активизация коррекции на диаметр инструмента

    (деталь слева)

G43   8  Активизация коррекции на длину инструмента

G49   8  Отмена коррекции на длину инструмента

G50   1  Отмена режима масштабирования

G51   11  Активизация режима масштабирования

G52   0  Задать местную систему координат

G53   0  Задать систему координат станка

G54   14  Задать рабочую систему координат 1

G54Р_   14  Дополнительные рабочие системы координат 1 – 48

    (дополнительная функция)

G55   14  Рабочая система координат 2

G56   14  Рабочая система координат 3

G57   14  Рабочая система координат 4

G58   14  Рабочая система координат 5

G59   14  Рабочая система координат 6

G60                             0 или 1 Позиционирование в одном направлении (дополнительная функция)

G61   15  Режим точной остановки

G62   15  Автоматическая коррекция угла

G63   15  Режим нарезки резьбы

G64   15  Режим резания

G65   0  Вызов немодальной макропрограммы

G66   12  Вызов модальной макропрограммы

G67   12  Отмена вызова модальной макропрограммы

G73   9  Цикл сверления с периодической подачей

G74   9  Цикл нарезки левой резьбы

G76   9  Цикл чистового растачивания

G81   9  Цикл сверления

G82   9  Цикл сверления

G83   9  Цикл сверления с периодической подачей

G84   9  Цикл нарезки правой резьбы

G85   9  Цикл растачивания

G86   9  Цикл растачивания

G87   9  Цикл обратного  растачивания

G88   9  Цикл растачивания (с ручным выводом инструмента)

G89   9  Цикл растачивания

G90   3  Режим абсолютного позиционирования

G91   3  Режим дискретного позиционирования

G92   0  Сдвиг абсолютных координат

G94   5  Скорость подачи в дюймах/мм в минуту

G95   5  Скорость подачи в дюймах/мм на оборот

G97   13  Прямое программирование скорости вращения об/мин

G98   10  Возврат инструмента в начальную точку цикла

G99                             10 Возврат инструмента в точку отвода в циклах обработ        ки

Вспомогательные функции

M СЛОВО

М00  Остановка программы

М01  Промежуточная остановка

М02  Конец программы

М03  Шпиндель вперед

М04  Шпиндель назад

М05  Остановка шпинделя

М06  Автоматическая смена инструмента

М08  Включение насоса СОЖ

М09  Выключение насоса СОЖ

М10  Блокировка поворотного стола

М11  Разблокировка поворотного стола

М13  Шпиндель вперед / насос СОЖ включен

М14  Шпиндель назад / насос СОЖ включен

М15  Подача СОЖ через шпиндель включена (дополнительная функция)

М16  Подача СОЖ через шпиндель выключена (дополнительная функция)

М17  Клапан рампы СОЖ открыт

М18  Клапан рампы СОЖ закрыт

М19  Ориентация шпинделя

М20  Опустить гнездо инструментального магазина

М27  Пульсирующая подача СОЖ под напором (дополнительная функция)

М28  Подача СОЖ через шпиндель непрерывным потоком (дополнительная

                       функция)

М29  Включен режим жесткого нарезания резьбы

М30  Конец программы

М38  Автоматическое открывание ограждения СОЖ

М48  Активизация регуляторов скорости подачи и вращения шпинделя

М49  Выключение регуляторов скорости подачи и вращения шпинделя

М98  Вызов подпрограммы

М99  Конец подпрограммы

Приложение №3 – Подготовительные и вспомогательные функции

               системы управления GE Fanuc 21T (Токарная)

G слово

G00 – Позиционирование G00

G01 – Линейная интерполяция G01

G02 – Дуга по часовой стрелке G02

G03 – Дуга против часовой стрелки

G04 – Выдержка

G10 – Включение режима установки данных

G20 – Ввод данных в дюймах

G21 – Ввод метрических данных

G22 – Включение режима сохраненных пределов хода[Дополнительный]  

G23 – Выключение режима сохраненных пределов хода [Дополнительн.]

G28 – Возврат в исходное положение

G31– Функция пропуска

G32 – Нарезание резьбы (Постоянный шаг)  

G40 – Отмена коррекции на радиус вершины инструмента

G41 – Коррекция на радиус вершины инструмента (Обрабатываемая  деталь справа от инструмента)

G42 – Коррекция на радиус вершины инструмента (Обрабатываемая деталь слева от инструмента)

G50 – Предел максимального числа оборотов в минуту

G65 – Вызов макрокоманды

G70 – Автоматический цикл чистовой обработки [Дополнительный]

G71 – Автоматический цикл чернового точения [Дополнительный]

G72 – Автоматический цикл черновой подрезки торца[Дополнительный]

G73 – Автоматический цикл повторной черновой обработки по контуру [Дополнительный]

G74 – Автоматический цикл сверления (Приращения постоянной глубины) [Дополнительный]

G75 – Автоматический цикл проточки канавок [Дополнительный]

G76 – Автоматический цикл нарезания резьбы [Дополнительный]

G90 – Цикл повторяющихся проходов точения

G92 – Цикл повторяющихся проходов нарезания резьбы

G94 – Цикл повторяющихся проходов подрезки торца

G96 – Постоянная скорость резания

G97 – Непосредственное программирование числа оборотов в минуту  (Отмена режима постоянной скорость резания)

G98 – Скорость подачи в дюймах/миллиметрах в минуту

G99 – Скорость подачи в дюймах/миллиметрах на оборот G99

M слово

М00 – Остановка программы

М01 – Вспомогательная остановка

М02 – Конец программы

М03 – Вращение шпинделя вперед  

М04  – Вращение шпинделя в обратном направлении

М05 – Остановка шпинделя/выключение системы охлаждения

М08 – Включение системы охлаждения

М08 – Выключение системы охлаждения

М10 – Включение системы охлаждения высокого давления (только для токарных станков CobraTM 51 и 65) [Дополнительная]

М11 – Выключение системы охлаждения высокого давления (только для токарных станков CobraTM 51и 65) [Дополнительная]

М13 – Вращение шпинделя вперед/включение системы охлаждения

М14 – Вращение шпинделя в обратном направлении/включение системы охлаждения

М21 – Открытие цанги

М22 – Закрытие цанги

М25 – Втягивание улавливателя деталей [Дополнительная]

М26 – Выдвижение улавливателя деталей [Дополнительная]

М28 – Способ внешнего зажима в патроне

М29 – Способ внутреннего зажима в патроне

М30 – Конец программы

М31 – Возвращение программы к начальным блокам и повторный пуск программы М31

М48 – Разрешение коррекции скорости подачи и вращения шпинделя

М49 – Запрещение коррекции скорости подачи и вращения шпинделя

М61 – Загрузка новых прутков М61

М84 – Выдвижение вперед выдвижного шпинделя задней бабки М84 [Дополнительная]

М85/М86 – Втягивание выдвижного шпинделя задней бабки М85/М86 [Дополнительная]

М93 – Открытие неподвижного люнета М93 [Дополнительная]

Закрытие неподвижного люнета М94 [Дополнительная]

М98 – Вызов подпрограммы М98

М99 – Окончание подпрограммы М99

Приложение №4 – Просмотр файла CLDATA

Для просмотра файла CLDATA нажмите кнопку Просмотр CLDATA на панели «Постпроцессор». Ниже показан пример такого файла.

Приложение №5 – Просмотр Управляющей Программы