Проектирование управляющих программ для многооперационных станков с ЧПУ

2

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КУРГАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Автоматизации производственных процессов»

Проектирование управляющих программ для многооперационных станков с ЧПУ

Курган 2009

Содержание

Введение

1. Исходные данные

2. Эскиз обрабатываемой детали с указанием опорных точек обрабатываемого контура

3. Схема компоновки технологической системы

4. Таблица переходов и зон

5. Структурная схема УП

6. Спецификация входящих программ

7. Тексты подпрограмм и головной программы с комментариями

Библиографический список

Введение

Разработка управляющей программы (УП) для станка с ЧПУ - завершающий этап проектирования операционного технологического процесса. На этом этапе решаются следующие задачи:

- дальнейшая детализация технологической информации;

- ее формализованное представление;

- запись на входном языке устройства ЧПУ.

Первая из перечисленных задач сводится к выбору координатных систем и фиксации их в рабочем пространстве станка, формированию траекторий инструментов и расчету координат опорных точек, корректировке расчетных режимов резания в соответствии с ограничениями станочных приводов.

Вторая задача связана с распределением памяти устройства ЧПУ, отводимой для хранения значений переменных (формальных параметров), используемых в УП: адресов инструментов в станочном накопителе, параметров коррекции их положения и размеров, смещений рабочих координатных систем, погрешностей базовых элементов приспособлений, режимов резания и др.

Третья задача - это "кодирование” УП в соответствии с ограничениями входного языка устройства ЧПУ.

Последовательное решение всех трех задач определяет основное содержание этапа проектирования УП. Вслед за этим этапом следуют этапы отладки УП. При этом трудоемкость отладки УП и ее корректировки в процессе эксплуатации во многом зависит от технических решений, принимаемых разработчиком на всех этапах ее проектирования. Немаловажное значение имеет здесь и качество проектной и эксплуатационной документации, разрабатываемой в процессе проектирования УП.

Все это позволяет получить управляющую программу, которая легко читается, удобна для изучения, корректировки и размерной настройки в процессе эксплуатации.

В качестве базового выбран многооперационный станок с ЧПУ модели ВМ501ПМФ4, оснащенный устройством ЧПУ модели NC210.

1. Исходные данные

Станок ВМ501ПМФ4 - многооперационный, 4-координатный фрезерно-сверлильно-расточной станок с ЧПУ, с горизонтальным шпинделем, поворотным столом и подвижным инструментальным магазином.

1. Деталь - крышка верхняя (см. рис. 1).

Рис. 1.

2. Эскиз обрабатываемой детали с указанием опорных точек обрабатываемого контура

А, B, C, D - опорные точки обрабатываемого контура

Рис. 2.

3. Схема компоновки технологической системы

Схема компоновки технологической системы с привязкой заданной детали к базовому приспособлению показана на рис. 3.



1 - заданная деталь

2 - сменная пластина

3 - базовое приспособление

4 - поворотный стол станка

Рис. 3

4. Таблица переходов и зон

Таблица переходов и зон (см. табл. 1) содержит информацию о последовательности работы инструментов и их основных параметрах, составе зон внутри инструментальных переходов, о положении плоскости безопасных перемещений и плоскостей начальных/конечных точек рабочих траекторий для каждой из зон.

Таблица 1

Таблица переходов
Переходы	Инструмент	Перечень номеров зон
№	Наименование	Т	Наименование	Диаметр
1	Обработка передней поверхности детали	1	Фреза	50мм	1, 2, 3, 4
2	Обработка торцевой поверхности детали	2	Фреза	20мм	1, 2, 3, 4
3	Центровка 12 отв.	3	Сверло центр.	3мм	1, 2, 3, 4
4	Сверлить отв. 1,2,3,…12	4	Сверло	8мм	1, 2, 3, 4
1	Обработка задней поверхности детали	1	Фреза	50мм	1, 2, 3, 4
Безопасная плоскость: z 200 мм
Зоны
№ зоны	В	Смещение ЛКС, мм	Начальная точка рабочей траектории (в ЛКС), мм
		X	Y	Z	Xн	Yн	Zн
1	0	-100	0	30	0	0	0
2	90	-85	0	0	0	0	0
3	180	75	65	125	0	0	0
4	270	75	65	30	0	0	0

5. Структурная схема УП

УП строится по иерархической трехуровневой структуре. Число уровней ограничивается допустимой глубиной вложения подпрограмм.

Верхний уровень - головная программа, обеспечивающая последовательность выполнения инструментальных переходов и технологических зон.

Средний уровень - подпрограммы, реализующие рабочие блоки УП (одна зона - одна подпрограмма), а также вспомогательные подпрограммы, обеспечивающие смену заготовок и инструментов, расчет числа циклов работы инструментов для замены их дублерами, компенсацию погрешностей расположения базовых элементов приспособления и т.д.

Нижний уровень - подпрограммы, реализующие обработку типовых элементов (обработка отверстий, фрезерование пазов, канавок и т.д.).

На рис. 4 показана структурная схема управляющей программы.

Головная программа

.……………………………………………………………………

PROG1		PROG11		PROG12		PROG21

…………………………………………………………………….

PROG81

Рис. 4

6. Спецификация входящих программ

Спецификация входящих программ
Обозначение	Наименование программы	Используемые подпрограммы
-	Головная программа	PROG1, PROG11 PROG12,PROG21
PROG1	Подпрограмма смены инструмента	-
PROG11	Подпрограмма обработки передней поверхности	PROG81
PROG12	Подпрограмма обработки торцевой поверхности	PROG81
PROG21	Подпрограмма обработки задней поверхности	-
PROG81	Подпрограмма сверления	-

7. Тексты подпрограмм и головной программы с комментариями

N1 M06 Т1.1 Х0 Z-125 - смена инструмента №1 фреза Ш50мм.

M03 S2000 - начать вращение шпинделя по часовой стрелке при S=2000 об/мин.

G56 M08 Z30 - переключиться на заданную систему координат. Включить основное охлаждение.

Z-2,5

G1 Z0 F350 - линейная интерполяция, скорость подачи F=350м/мин.

G0 X- 100 Y0 - холостой ход

G0 Y-42,5 -линейная интерполяция

G1 X100 - линейная интерполяция

G0 Y0 - холостой ход

G1 X-100 - линейная интерполяция

G0 Y42,5- холостой ход

G1 X100 - линейная интерполяция

G0 X- 100 Y0- холостой ход

M05 - остановить вращение шпинделя.

M1 - приостановить работу станка.

N2 M06 T2 X0 Z-125 - смена инструмента №2 фреза Ш20мм.

X-85 Y0- холостой ход

M03 S2000 - начать вращение шпинделя по часовой стрелке, при S=2000об/мин

G56 M08 Z0- переключиться на заданную систему координат. Включить основное охлаждение

G1 X-85 Y-0 - линейная интерполяция

G1 Y-75- линейная интерполяция

G1 X85- линейная интерполяция

G1 Y75- линейная интерполяция

G1 X85- линейная интерполяция

G1 X85 Y0- линейная интерполяция

G0 Z30- холостой ход

M05- остановить вращение шпинделя

M1 - приостановить работу станка.

N3 M06 T3.2 X0 Z125- смена инструмента №3 фреза Ш3мм .

Вторым корректором делаем привязку инструмента к точке «А» обрабатываемого контура детали

G0 X20Y20- холостой ход в точку позиционирования

M03 S2000 - начать вращение шпинделя по часовой стрелке, при S=2000об/мин

G56 M08 Z27,5 - переключиться на заданную систему координат. Включить основное охлаждение

G91 G82 R0,1 Z-1,5 F120 - цикл сверления с задержкой.

Y45

Y45

X27.5

X27.5

X27.5

X27.5

Y-45

Y-45

X-27.5

X-27.5

X-27.5

G80 - отмена циклов сверления.

M05 - остановить вращение шпинделя.

M1 - приостановить работу станка.

N4 M06 T4.3 X0 Z-125 - смена инструмента №4 фреза Ш8мм.

Третий корректор - делаем привязку к точке «А» обрабатываемого контура детали.

G0 X20Y20- холостой ход в точку позиционирования

M03 S1400 - начать вращение шпинделя по часовой стрелке, при S=1400 об/мин

6 M08 Z30- переключиться на заданную систему координат. Включить основное охлаждение

G73 M53 R0, 1Z-5 F100

Y45

Y45

X27.5

X27.5

X27.5

X27.5

Y-45

Y-45

X-27.5

X-27.5

X-27.5

G80 - отмена циклов сверления

M05 - остановить вращение шпинделя

G0 Z200- холостой ход на расстоянии 200мм от детали.

M2 Конец программы

RTS Подача новой заготовки в зажимной патрон.

G15- отмена полярной системы координат

G0 Z200- холостой ход, на расстоянии 200мм от детали.

N1 M06 T1 X0 Z125 - смена инструмента №1 фреза Ш50мм.

M03 S2000 - начать вращение шпинделя по часовой стрелке при S=2000 об/мин.

G56 M08 Z27.5- переключиться на заданную систему координат. Включить основное охлаждение.

Z-2.5

G1 X0 F350 - линейная интерполяция, скорость подачи F=350м/мин.

G0 X100 Y-42.5 - холостой ход

G1 X100 -линейная интерполяция

G0 Y0 - холостой ход

G1 X100 - линейная интерполяция

G0 Z200 -холостой ход

M05 - остановить вращение шпинделя.

X-1000 Y600

M2 Конец программы

M30- переход на начало программы.

Библиографический список

1. Устройство числового программного управления NC110, NC200, NC210:

Руководство программиста.- СПб: Балт-Систем, 2004.- 173 с.

2. Сосонкин В.Л. Системы числового программного управления.- М.: Логос, 2005.- 293 с.

3. Сосонкин В.Л. Программное управление технологическим оборудованием.- М.: Машиностроение, 1991.- 512 с.

4. Проектирование управляющих программ для многооперационных станков с ЧПУ. Методические указания. Курган, 2007.