Разработка управляющей программы для станка с чпу. Разработка управляющей программы для станка с числовым программным управлением
Предприятия, выпускающие системы ЧПУ придерживаются стандарта ISO, однако часто допускают отклонения. Это обусловлено «слабостью» микроЭВМ в реализации многопараметрических технологических команд (например, смена инструментов). Поэтому при составлении программ для конкретной системы ЧПУ необходимо ориентироваться на «Инструкцию пользователя», входящую в комплект документации на программный станок.
Код ISO-7bit определяет символ как семиразрядное двоичное число. Если число отверстий на перфоленте, определяющих биты этого символа нечётное, то УПД (устройство подготовки данных) автоматически дополняет кодировку этого символа отверстием на восьмой дорожке – битом контроля на четность. Для кода ЕIА (Америка, Япония) восьмая дорожка является контрольной по нечётности числа отверстий.
В УП программируется перемещение, определенные координатными осями X, Y, Z, или вращением вокруг них, соответственно А, В, С (например, вращение стола станка). Латинские буквы U, V, W определяют функции вторичного перемещения, параллельно осям соответственно X, Y и Z.
УП представляет собой последовательность пронумерованных предложений, называемых кадрами. Номер кадра – это метка, по которой можно найти требуемый кадр, с целью отредактировать его или начать УП с этого кадра. При построении УП в кадрах записывается только та информация, которая изменяется по отношению к предыдущей части программы.
Кадр состоит из слов. Каждое слово имеет адрес (одну из букв латинского алфавита) и десятичное число. Десятичное число записывается в слове в соответствии с форматом слова. В современных системах числа, как правило, записываются с десятичной точкой, однако уточнить формат числа необходимо по инструкции пользователя на конкретный станок (есть системы УЧПУ, где формат слова определяется параметром, записанном в ОЗУ УЧПУ).
В конце кадра записывается символ LF (перевод каретки). Например: N10 G90 X10,2 Z-100 (LF) В кадре №10 определено перемещение в абсолютной системе отсчета (G90), в точку с координатами (10.2, -100). Символ LF можно увидеть только на перфоленте, на дисплее он невидим. Не проставляется он и на листинге УП.
Слова в кадрах УП можно проставлять в любой последовательности, УЧПУ отработает вначале команды технологических функций S, F, T, M а затем подготовительных G, с выполнением размерным перемещений.
Контроль УП по модулю.
Как уже отмечалось ранее, код ISO-7bit предполагает при кодировании символов, четное число отверстий на перфоленте. Если рассматривать код символа как двоичное число то по стандарту ISO, в нем должно быть четное число единиц. Это свойство гарантирует проверку от единичной ошибки (потеря одного бита или один бит лишний). Поэтому в некоторых системах применяется более надежный вид контроля контроль по модулю.
Устройство подготовки данных (УПД) при записи кадров УП, автоматически подсчитывает контрольные суммы для каждого кадра и делит их на 10, определяя остаток дополнение (mod) до числа кратного 10. Это дополнение будет контрольным числом (0....9) для кадра и запишется УПД автоматически после символа «конец кадра» (LF). УЧПУ при считывании кадров УП, также подсчитывает дополнение для каждого кадра и сравнивает их с дополнениями на программоносителе. Не совпадение этих величин, вызывает сообщение о ошибке на программоносителе. Контрольная сумма равна сумме числовых кодов всех символов, включая символ «конца кадра» (LF). Код символа это двоичное число, например код N 1001110| 2 = 78| 10
Фрагменты УП для станка с ЧПУ
Подготовительные функции G
Внимание: Командные функции УП приводятся не для конкретней модели УЧПУ, а являются их обобщенными формами для разработки программ в курсовом и дипломном проектировании. Функции с адресом G, называемые подготовительными, определяют режим и условия работы станка с ЧПУ. Они кодируются от G00 до G99. 4
G00 Позиционирование. Перемещение в запрограммированную точку на быстром ходу.
G01 Линейная интерполяция. Перемещение по прямой на быстрой подаче.
G02 Круговая интерполяция по часовой стрелке Движение по дуге окружности по часовой стрелке, если смотреть со стороны положительного направления оси перпендикулярной к плоскости движения.
G03 Круговая интерполяция против часовой стрелки Движение по дуге окружности против часовой стрелки, если смотреть со стороны положительного направления оси перпендикулярной к плоскости движения.
G04 Пауза. Инициализирует задержку по времени выполнения УП.
G17 G18 G19 Выбор плоскости круговой интерполяции. Задание плоскости XY – G17, XZ – G18, YZ – G19 при программировании движения по дуге окружности и коррекции на диаметр фрезы.
G25 Повтор программы Многократное повторение группы кадров УП.
G41 G42 Коррекция на диаметр фрезы левая и правая. Используется для смещения траектории перемещения центра фрезы относительно обрабатываемого контура.
G60 Точное позиционирование Перемещение на быстром ходу, с выходом на позицию с одного направления.
G81 … G89 Постоянные циклы. Программируют движения типовых поверхностей деталей.
G80 Отмена постоянного цикла. Отменяет постоянные циклы
G81 G89 G90 Абсолютный размер. Программирование координат в абсолютной системе отсчета.
G91 Размер в приращениях. Программирование координат в относительной системе отсчета.
G92 Задание системы координат. Определяет начало координатной системы относительно заданного положения рабочих органов станка.
G94 G95 Определяют размерность значения подачи
G94 – мм/мин
G95 – мм/об G96 Постоянная скорость резания. Программирование обработки с постоянной скоростью резания.
G98 G99 Определяют свойства в Постоянных циклах. Задают точку возврата после отработки G81 89
Вспомогательные функции М
М00 Технологический останов. После выполнения команды происходит останов работы по программе. Продолжение работы – нажатие клавиши «Пуск».
М01 Останов с подтверждением. Выполняется команда М01 при условии нажатия соответствующей клавиши на ПУ.
М02 М30 Конец программы. Конец блока программы. Команда завершения отработки данной УП. На программоносителе (магнитной ленте, перфоленте), может быть несколько программ. Данная команда фактически означает «конец ленты».
М03 М04 Вращение шпинделя. Направление вращения шпинделя по часовой стрелке. Направление вращения шпинделя против часовой стрелки.
М05 Останов шпинделя Вызывает останов шпинделя, выключает охлаждение. М06 Смена инструмента. Ставит в рабочую позицию инструмент, номер которого определён адресом Т.
М08 М09 Подача СОЖ. Включает охлаждение. Выключает охлаждение.
М19 Ориентированный останов шпинделя. Вызывает останов шпинделя в заданном угловом положении.
М17 Конец подпрограммы. М20 Связь с внешним устройством. Может установить передачу управления промышленному роботу, инициализировать работу транспортно-накопительного устройства и пр.
М41 М42 М43 Диапазон частот вращения шпинделя. Устанавливает номер диапазона частоты вращения шпинделя.
Следует отметить, что ряд функций, такие как «абсолютная система отсчета – G90», размерность значения подачи (G94, G95) коррекция на диаметр (G40) и другие, автоматически устанавливаются при подготовке станка к работе (включении электропитания). Они называются «функциями по умолчанию» и их первоначальное состояние, оговаривается в «Инструкции пользователя».
Под адресом F программируется значение подачи, а S – значение частоты вращения шпинделя. Адресная буква Н определяет номер корректора на длину, а D на диаметр.
Разработка управляющей программы для станка с числовым программным управлением
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МАМИ
Факультет: «Механико-технологический» Кафедра: «Автоматизированные станочные системы и инструмент»
КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине Программированная обработка на станках с ЧПУ и САП Разработка управляющей программы для станка с числовым программным управлением
Москва 2011 г. Ведение Технологическая подготовка управляющей программы 1 Выбор технологического оборудования 2 Выбор системы УЧПУ 3 Эскиз заготовки, обоснование метода ее получения 4 Выбор инструмента 5 Технологический маршрут обработки детали 6 Назначение режимов обработки Математическая подготовка управляющей программы 1 Кодирование 2 Управляющая программа Выводы по работе Список используемой литературы кодирование станок деталь программное управление
2. Введение
В настоящее время широкое развитие получило машиностроение. Его развитие идет в направлениях существенного повышения качества продукции, сокращения времени обработки на новых станках за счет технических усовершенствований. Современный уровень развития машиностроения предъявляет следующие требования к металлорежущему оборудованию: высокий уровень автоматизации; обеспечение высокой производительности, точности и качества выпускаемой продукции; надежность работы оборудования; высокая мобильность обусловлена в настоящее время быстросменностью объектов производства. Первые три требования привели к необходимости создания специализированных и специальных станков-автоматов, а на их базе автоматических линий, цехов, заводов. Четвертая задача, наиболее характерная для опытного и мелкосерийного производств, решается за счет станков с ЧПУ. Процесс управления станком с ЧПУ представляется, как процесс передачи и преобразования информации от чертежа к готовой детали. Основной функцией человека в данном процессе является преобразование информации заключенной в чертеже детали в управляющую программу, понятную ЧПУ, что позволит управлять непосредственно станком таким образом, чтобы получить готовую деталь, соответствующую чертежу. В данном курсовом проекте будут рассматриваться основные этапы разработки управляющей программы: технологическая подготовка программы, и математическая подготовка. Для этого на основе чертежа детали будут выбраны: заготовка, система ЧПУ, технологическое оборудование. 3. Технологическая подготовка управляющей программы
3.1 Выбор технологического оборудования
Для обработки данной детали выбираем токарный станок с ЧПУ модели 16К20Ф3Т02. Данный станок предназначен для токарной обработки деталей тел вращения со ступенчатым и криволинейным профилями за один или несколько рабочих ходов в замкнутом полуавтоматическом цикле. Кроме того, в зависимости от возможностей устройства ЧПУ на станке можно нарезать различные резьбы. Станок используется для обработки деталей из штучных заготовок с зажимом в механизированном патроне и поджимом при необходимости центром, установленном в пиноли задней бабки с механизированным перемещением пиноли.
Технические характеристики станка:
Наименование параметраВеличина параметраНаибольший диаметр обрабатываемого детали: над станиной над суппортом 400 мм 220 ммДиаметр прутка проходящего через отверстие50 ммЧисло инструментов6Число частот вращения шпинделя12Пределы частот вращения шпинделя20-2500 мин-1Пределы рабочих подач: продольных поперечных 3-700 мм/мин 3-500 мм/минСкорость быстрых ходов: продольных поперечных 4800 мм/мин 2400 мм/минДискретность перемещений: продольных поперечных 0,01 мм 0,005 мм
3.2 Выбор системы УЧПУ
Устройство УЧПУ - часть системы ЧПУ предназначена для выдачи управляющих воздействий исполнительным органом станка в соответствии с управляющей программой. Числовое программное управление (ГОСТ 20523-80) станком - управление обработкой заготовки на станке по управляющей программе, в которой данные заданы в цифровой форме. Различают ЧПУ: -контурное;
-позиционное;
позиционно-контурное (комбинированное); адаптивное. При позиционном управлении (Ф2) перемещение рабочих органов станка происходит в заданные точки, при чем траектория перемещения не задается. Такие системы позволяют обработать только прямолинейные поверхности. При контурном управлении (Ф3) перемещение рабочих органов станка происходит по заданной траектории и с заданной скоростью для получения необходимого контура обработки. Такие системы обеспечивают работу по сложным контурам, в том числе криволинейные. Комбинированные системы ЧПУ работают по контрольным точкам (узловым) и по сложным траекториям. Адаптивное ЧПУ станком обеспечивает автоматическое приспосабливание процесса обработки заготовки к изменяющимся условиям обработки по определенным критериям. Деталь, рассматриваемая в данной курсовой работе, имеет криволинейную поверхность (галтель), следовательно, первая система ЧПУ здесь не применятся. Возможно использование последних трех систем ЧПУ. С экономической точки зрения целесообразно в данном случае использовать контурное или комбинированное ЧПУ, т.к. они менее дороги, чем остальные и в то же время обеспечивают необходимую точность обработки. В данном курсовом проекте была выбрана система УЧПУ «Электроника НЦ-31», которая имеет модульную структуру, что позволяет увеличивать число управляемых координат и предназначено в основном для управления токарными станками с ЧПУ со следящими приводами подач и импульсными датчиками обратной связи. Устройство обеспечивает контурное управление с линейно-круговой интерполяцией. Управляющая программа может вводиться как непосредственно с пульта(клавиатуры), так и с кассеты электронной памяти.
3.3 Эскиз заготовки, обоснование метода ее получения
В данной курсовой работе условно принимаем тип производства рассматриваемой детали как мелкосерийный. Поэтому в качестве заготовки для детали выбран пруток диаметра 95 мм простого сортового проката (круглого профиля) общего назначения из стали 45 ГОСТ 1050-74 с твердостью НВ=207…215 . Простые сортовые профили общего назначения используется для изготовления гладких и ступенчатых валов, станков диаметром не более 50 мм, втулок диаметром не более 25 мм, рычагов, клиньев, фланцев. На заготовительной операции втулок нарезается в размер 155 мм, затем на фрезерно-центровальном станке торцуется в размер 145 мм, и здесь же одновременно выполняются центровые отверстия. Поскольку при установке детали в центрах происходит совмещение конструкторской и технологической базы, а погрешность в осевом направлении мала, то ей можно пренебречь. Чертеж заготовки после фрезерно-центровальной операции представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 - чертеж заготовки
3.4 Выбор инструмента
Инструмент Т1
Для обработки основных поверхностей черновой и чистовой выбираем правый проходной резец с механическим креплением пластины DNMG110408 из твердого сплава GC1525 и прижимом повышенной жесткости (рис. 2). Рисунок 2 - правый проходной резец
Krb, ммf1, ммh, ммh1, ммl1, ммl3, ммγλsЭталонная пластина9302025202012530,2-60-70DNMG110408
Инструмент Т2
Рисунок 3 - сборный отрезной резец
la, ммar, ммb, ммf1, ммh, ммh1, ммl1, ммl3, ммЭталонная пластина4102020,7202012527N151.2-400-30
Инструмент Т3
Для сверления заданного отверстия выбираем сверло из твердого сплава GC1220 для сверления под резьбу M10 с цилиндрическим хвостовиком (рис. 4).
Рисунок 4 - сверло
Dc, ммdmm, ммD21 max, ммl2, ммl4, ммl6, мм91211,810228,444
Инструмент Т4
Для рассверливания заданного отверстия выбираем сверло из твердого сплава GC1220 с цилиндрическим хвостовиком (рис. 5).
Dc, ммdmm, ммl2, ммl4, ммl6, мм20201315079
Инструмент Т5
Для выполнения внутренней резьбы M10×1 выбираем метчик
ГОСТ 3266-81 из быстрорежущей стали с винтовыми канавками (рис.5).
Рисунок 5 - метчик
3.5 Технологический маршрут обработки
Технологический маршрут обработки детали должен содержать наименование и последовательность переходов, перечень обрабатываемых на переходе поверхностей и номер используемого инструмента. Операция 010
Заготовительная. Прокат. Отрезать заготовку Ø 95 мм в размер 155 мм, выполнять центровые отверстия до Ø 8 мм.
Операция 020
Фрезерно-центровальная. Фрезеровать торцы в размер 145 мм.
Операция 030
Токарная: установить заготовку в переднем ведущем и заднем вращающемся центрах.
Установ А
Переход 1 Инструмент Т1 Точить предварительно: ·конус Ø 30 мм до Ø 40 ·Ø 40 ·конус Ø 40 мм до Ø 60 мм от длины 60 мм до длины 75 мм от торца заготовки
·Ø 60 ·Ø 60 мм до Ø 70 по дуге радиусом 15 мм от длины 85 мм от торца заготовки
·Ø 70 ·Ø 70 мм до Ø 80 мм на длине 120 мм от торца заготовки
·Ø 80 мм до Ø 90 ·Ø 90 Оставить припуск на чистовую обработку 0,5 мм на сторону Переход 2 Инструмент Т1 Точить окончательно по переходу 1: ·конус Ø 30 мм до Ø 40 мм до длины 30 мм от торца заготовки
·Ø 40 мм от длины 30 мм на длину 30 мм от торца заготовки
·конус Ø 40 мм до Ø 60 мм от длины 60 мм до длины 75 мм от торца заготовки
·Ø 60 мм от длины 75 мм до длины 85 мм от торца заготовки
·Ø 60 мм до Ø 70 по дуге радиусом 15 мм от длины 85 мм от торца заготовки
·Ø 70 мм от длины 100 мм до длины 120 мм от торца заготовки
·Ø 70 мм до Ø 80 мм на длине 120 мм от торца заготовки
·Ø 80 мм до Ø 90 мм по дуге радиусом 15 мм от длины от длины 120 мм от торца заготовки
·Ø 90 мм от длины 135 мм до длины 145 мм от торца заготовки
Переход 3 Инструмент Т2 ·Точить прямоугольную канавку шириной 10 мм с диаметра 40 до диаметра 30 мм на расстоянии 50 мм от торца заготовки.
Установ Б
Переход 1 Инструмент Т3 ·Сверлить отверстие Ø9 глубиной 40 мм.
Переход 2 Инструмент Т4 ·Рассверлить отверстие с Ø9 до Ø20 до глубины 15 мм.
Переход 3 Инструмент Т5 ·Нарезать резьбу метчиком М10×1 на глубину 30 мм.
Операция 040
Промывочная.
Операция 050
Термическая.
Операция 060
Шлифовальная.
Операция 070
Контрольная.
3.6 Назначение режимов обработки
Установ А
Переход 1 - черновое точение
Инструмент Т1 2. Глубину резания при предварительном точении стали проходным резцом с твердосплавной пластиной выбираем t = 2,5 мм.
.При точении стали и глубине резания t = 2,5 мм выбираем подачу S = 0,6 мм/об.
. .Скорость резания
Сv КMV = 0,8 (, табл. 4 стр. 263)
КПV = 0,8 (, табл. 5 стр. 263)
КИV = 1 (, табл. 6 стр. 263)
6.Число оборотов шпинделя.
7.Сила резания.
где: Ср (, табл. 9 стр. 264) 8.Мощность резания.
Переход 2 - чистовое точение
Инструмент Т1 .Определение длины рабочего хода L = 145 мм.
2. Глубину резания при предварительном точении стали проходным резцом с твердосплавной пластиной выбираем t = 0,5 мм.
.При точении стали и глубине резания t = 0,5 мм выбираем подачу S = 0,3 мм/об.
.Стойкость инструмента Т = 60 мин.
.Скорость резания
Сv = 350, x = 0,15, y = 0,35, m = 0,2 (, табл. 17 стр. 269)
КMV = 0,8 (, табл. 4 стр. 263) КПV = 0,8 (, табл. 5 стр. 263)
КИV = 1 (, табл. 6 стр. 263)
6.Число оборотов шпинделя.
7.Сила резания.
где: Ср = 300, х = 1, у = 0,75, n = -0,15 (, табл. 22 стр. 273)
(, табл. 9 стр. 264) 8.Мощность резания.
Переход 3 - точение канавок
Инструмент Т2 .Определение длины рабочего хода L = 10 мм.
2. При нарезании канавок глубина резания равна длине лезвия резца
.При точении стали и глубине резания t = 4 мм выбираем подачу S = 0,1 мм/об.
4.Стойкость инструмента Т = 45 мин.
.Скорость резания