Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Тяжелые горизонтально-расточные станки

1.1 Методы обработки на станке

1.2 Конструктивное исполнение групп

1.3 Размерные эскизы

1.4 Системы ЧПУ SINUMERIK 810D/840D: аппаратные и технологические возможности

2. Язык программирования

2.1 Структура управляющей программы

2.2 Подготовительные функции (G коды

3. Пример типового цикла фрезерования

Список литературы

Введение

Профиль компании

АО «TOS VARNSDORF» (TOS VARNSDORF a.s.) с местонахождением в г. Варнсдорф (Чешская Республика) имеет долголетнюю традицию в области производства обрабатывающих станков. Фирма была основана в 1903 году под названием Арно Плауерт, и до настоящего времени выросла в одно из больших машиностроительных предприятий, изделия которого знают во всем мире.

АО «TOS VARNSDORF» (TOS VARNSDORF a.s.) - фирма с многолетней традицией в области производства токарных станков. В основе производственной программы компании лежит производство горизонтальных фрезерных и расточных станков, токарных центров и горизонтальных расточных станков средних размеров.

Станки АО «TOS VARNSDORF» отличаются высокой производительностью, прогрессивной технической концепцией и надежностью. Они нашли себе место на самых требовательных мировых рынках, например, в Германии, Финляндии, США, Канаде, Польше, Франции, Испании и других государствах Евросоюза, а также на таких перспективных рынках, каковыми являются рынки России, Китая, Индии и т.д. станок программа обработка фрезерование

1. Тяжелые горизонтально-расточные станки

Горизонтально расточные станки с передвижной стойкой модели WRD 130 и WRD 150 представляют собой два типа с одинаковой конструкцией и рамой, но с различной мощностью главных двигателей, шпиндельной бабкой и числом оборотов шпинделя. Станки предназначены для сверления, растачивания, фрезерования и нарезания резьбы с большой точностью и высокой производительностью. Используются для обработки деталей с большим размером и весом или сложных деталей трехразмерной величины из стали, чугуна и литейной стали. Станки в зависимости от требований технологии можно оснастить плитным настилом из крепящих плит или одним или несколькими поворотными столами. Станки WRD 130/150/170 (Q) характеризируются современным техническим уровнем их конструкции и высоким уровнем параметров с высокой производительностью. Данные станки можно дополнить большим ассортиментом технологических принадлежностей, которые существенно расширяют технологические возможности станка. Станки предлагаются с тремя различными диаметрами шпинделя (130, 150 и 170 мм) и соответствующими дальнейшими различными параметрами. Основные варианты исполнения станков определены уровнем автоматизации рабочего цикла WRD 130/150/170 - основной вариант исполнения WRD 130/150/170 Q - вариант станка с автоматической сменой инструмента (АСИ).

Управление станком осуществляется по средством управляющих программ:

· SINUMERIK;

· HEIDENHAIN;

· FANUC;

Широкая область использования станка обуславливает наличие большого выбора дополнительной оснастки.

Горизонтально-расточные станки применяются для черновой и чистовой обработки деталей из стали, чугуна, цветных металлов и различных сплавов, могут выполнять операции зенкерования, сверления, развертывания и растачивания отверстий, фрезерования, нарезания резьбы, обтачивания торцов и пр. В отдельных случаях на одном станке данной группы можно осуществить все операции конечной обработки корпусной детали.

Горизонтально-расточные станки используются на металлообрабатывающих и машиностроительных предприятиях для изготовления и обработки крупногабаритных деталей и заготовок, могут применяться как в штучном, так и в серийном производстве.

Основными характеристиками горизонтально-расточных станков являются максимальный вес обрабатываемой заготовки и ее предельные габариты, максимальный вес инструмента с оправкой, максимальный диаметр растачивания, диаметр и частота оборотов шпинделя, размеры рабочей поверхности стола, размер, количество т-образных пазов и расстояние между ними.

Современный горизонтально-расточные станки и обрабатывающие центры оснащены ЧПУ, УЦИ (устройство цифровой индикации), могут иметь автоматическую систему замены инструмента и поддонов с заготовками и прочие дополнительный функциональные модули.

Новое оборудование заменило ряд токарных, карусельных, расточных и сверлильных станков и позволило увеличить производительность в три раза. Для комплексной обработки корпусов двигателей также был закуплен новый горизонтально-расточной центр.Благодаря возможности обработки изделий на одном агрегате время на совершение всех операций также удалось значительно сократить.



Таблица 1. Технические характеристики обрабатывающих центров WRD 130

1.1 Методы обработки на станке

Точение является процессом придания определенной формы вращающейся заготовке однолезвийным или многолезвийным режущим инструментом. Снятие металла (см. рис. 1) происходит благодаря сочетанию главного движения v (вращение шпинделя) с движением подачи s (движение резцового суппорта).

При токарной обработке можно получить детали с цилиндрическими, коническими, фасонными и плоскими поверхностями; можно нарезать резьбу, делать фаски, галтели и др. (рис. 21, 22). Инструментами для точения являются резцы, сверла, зенкеры, развертки, метчики и др. Основным инструментом является резец.



Рис. 21. Виды поверхностей, получаемые точением: 1 -- цилиндрическая, 2 -- галтель, 3 -- фаска, 4 --плоская (торцовая), 5 -- фасонная, 6 -- коническая, 7 -- резьбовая

Рис. 22. Типовые детали, получаемые точением: 1 -- ступенчатый вал, 2 -- шкив, 3 -- зубчатое колесо

Сверление представляет собой процесс удаления металла для получения отверстий. Процесс сверления включает два движения: вращение инструмента V (рис. 48) или детали вокруг оси и подачу S вдоль оси. Режущие кромки сверла срезают тонкие слои металла с неподвижно укрепленной детали, образуя стружку, которая, скользя по спиральным канавкам сверла, выходит из обрабатываемого отверстия. Сверло является многолезвийным режущим инструментом. В резании участвуют не только два главных лезвия, но и лезвие перемычки, также два вспомогательных, находящихся на направляющих ленточках сверла, что очень усложняет процесс образования стружки. При рассмотрении схемы образования стружки при сверлении хорошо видно, что условия работы режущей кромки сверла в разных точках лезвия различны. Так, передний угол наклона режущей кромки у (рис. 49),

Рис. 48. Схема резания при сверлении. Силы, действующие на сверло

Рис. 49. Образование стружки при сверлении расположенный ближе к периферии сверла (сечение А--А), является положительным. Режущая кромка работает в сравнительно легких условиях.

Передний угол наклона режущей кромки, расположенный дальше от периферии, ближе к центру сверла (сечение В--В), является отрицательным. Режущая кромка работает в более тяжелых условиях, чем расположенная ближе к периферии.

Резание поперечной режущей кромкой (сечение С--С) представляет собой процесс резания, близкий к выдавливанию. При сверлении по сравнению с точением значительно хуже условия отвода стружки и подвода охлаждающей жидкости; имеет место значительное трение стружки о поверхность канавок сверла, трение стружки и сверла об обработанную поверхность; вдоль режущей кромки возникает резкий перепад скоростей резания -- от нуля до максимума, в результате чего в различных точках режущей кромки срезаемый слой деформируется и срезается с разной скоростью; вдоль режущей кромки сверла деформация различна -- по мере приближения к периферии деформация уменьшается. Эти особенности резания при сверлении создают более тяжелые по сравнению с точением условия стружкообразования, увеличение тепловыделения и повышенный нагрев сверла. Если же рассматривать процесс стружкообразования на отдельных микро участках режущей кромки, то упругие и пластические деформации, тепловыделение, наростообразованне, упрочнение, износ инструмента здесь возникают по тем же причинам, что и при точении. На температуру резания при сверлении скорость резания имеет большее влияние, чем подача.

Сущность процесса фрезерования. Фрезерование -- процесс резания металла, осуществляемый вращающимся режущим инструментом при одновременной линейной подаче заготовки. Материал с заготовки снимают на определенную глубину фрезой, работающей либо торцовой стороной, либо периферией. Главным движением при фрезеровании является вращение фрезы v (рис. 33). Скорость главного движения определяет скорость вращения фрезы. Движением подачи s при фрезеровании является поступательное перемещение обрабатываемой заготовки в продольном, поперечном или вертикальном направлениях. Процесс фрезерования является прерывистым процессом. Каждый зуб фрезы снимает дружку переменной толщины. Операции фрезерования могут быть подразделены на два типа: а) цилиндрическое фрезерование (рис. 33, а); б) торцовое фрезерование (оис. 33, б и в).

Рис. 33. Схемы фрезерования:

а -- цилиндрическое, б и в--торцовое фрезерование; 1--обработанная поверхность, 2-ось вращения фрезы, 3 -- обрабатываемая поверхность, 4-- стружка, 5 -- заготовка, 6 -- нож фрезы.

При цилиндрическом фрезеровании резание осуществляется зубьями, расположенными на периферии фрезы, и обработанная поверхность 1 является плоскостью, параллельной оси вращения фрезы 2.

На рис. 33, а показана фреза с прямым зубом. Наряду с прямозубыми применяются фрезы с винтовыми зубьями (рис.34).

Рис. 34. Фрезерование цилиндрической винтовой фрезой: В -- ширина фрезерования, t -- глубина фрезерования, s-- наибольшая толщина среза

При торцовом фрезеровании (см. рис. 33) резание осуществляется периферийными и торцовыми режущими кромками зубьев. Толщина среза увеличивается к центру среза и уменьшается в месте выхода фрезы из контакта с заготовкой. Начальная и конечная толщина среза зависит от отношения ширины заготовки к диаметру фрезы. Изменение толщины среза зависит также от симметричности расположения фрезы относительно заготовки. Большинство других процессов фрезерования являются комбинацией цилиндрического и торцового методов фрезерования.

Особенности стружкообразования при фрезеровании. Процесс образования стружки при фрезеровании сопровождается теми же явлениями, что и при точении. Это деформации, теплообразование, образование нароста, вибрации, износ инструмента и др. Но при фрезеровании имеются свои особенности. Резец при точении находится под постоянным действием стружки вдоль всей длины обработки. При фрезеровании зуб за один оборот фрезы находится под действием стружки незначительное время. Большую часть оборота зуб не участвует в резании, за ^о время он охлаждается, что положительно отражается на его стойкости. Вход зуба в контакт с обрабатываемой заготовкой сопровождается ударом о его режущую кромку; ударная нагрузка снижает стойкость зуб; фрезы.

Фрезерование против подачи и по подаче. При фрезеровании цилиндрическими и дисковыми фрезами различают встречное фрезерование -- против подачи и попутное--фрезерование по подаче. Когда окружная скорость фрезы противоположна на правлению подачи (рис. 35,а), процесс фрезерования называется встречным. Толщина среза изменяется от нуля (в точке А) до максимальной величины при выходе зуба из контакта с заготовкой (в точке В). Когда направление окружной скорости фрезы и скорости подачи совпадают (рис. 35,6), процесс фрезерования называется «попутным» фрезерованием.

Рис. 35. Фрезерование против подачи (о) и по подаче (б)

При этом способе фрезерования толщина среза изменяется от максимального значения в точке В в начале входа зуба в контакт с заготовкой до нуля в точке А (при выходе зуба из контакта с заготовкой) .

Встречное фрезерование характеризуется тем, что нагрузка на зуб увеличивается постепенно, так как толщина среза изменяется от нуля при входе до максимума при выходе зуба из заготовки. Зуб фрезы работает из-под корки, выламывая корку снизу, фреза «отрывает» заготовку от стола, приподнимая вместе с ней и стол станка, увеличивая зазоры между направляющими стола и станины, что при значительных нагрузках приводит к дрожанию и увеличению шероховатости обработанной поверхности.

При попутном фрезеровании заготовка прижимается к столу, выбирая имеющиеся зазоры в направляющих стола и станины. Зуб фрезы начинает работать с наибольшей толщиной и сразу подвергается максимальной нагрузке.

Равномерность фрезерования. В процессе фрезерования прямозубой фрезой зуб фрезы входит в контакт с обрабатываемой заготовкой и выходит из него сразу по всей ширине фрезерования. Может оказаться, что в работе будет находиться только один зуб прямозубой фрезы, т. е. когда впереди идущий зуб уже вышел из контакта с обрабатываемой заготовкой, а следующий за ним зуб не вышел в контакт. В этом случае площадь поперечного сечения среза будет изменяться от нулевого значения до максимального с последующим падением до нуля или от максимального значения до нуля. Также неравномерно будет изменяться сила резания, а следовательно, будет неравномерная периодическая нагрузка на станок, инструмент и обрабатываемую заготовку. Это явления носит название неравномерности фрезерования. На рис. 36 показана упрощенная схема работы прямозубой фрезы. На фрезе условно показан один зуб. Зуб врезается в заготовку сразу по всей ширине фрезерования. Фреза испытывает толчок. При дальнейшем повороте фрезы толщина стружки будет постепенно увеличиваться (положения 2, 3, 4), будет увеличиваться и сила резания. На участке 4--5 зуб фрезы одновременно выходит из обрабатываемого металла, и сила резания быстро уменьшается до нуля.

Рис. 36. Схема работы однозубой (условной) фрезой

Как видно, нагрузка на зуб фрезы в процессе резания резко изменяется. Чем большее число зубьев будет участвовать в работе одновременно, тем более равномерным будет фрезерование. На рис. 37 показана схема работы цилиндрической фрезы с винтовыми зубьями. Зуб такой фрезы врезается в обрабатываемую деталь не сразу по всей длине, а постепенно. На участке 1--3 площадь сечения срезаемого слоя (заштрихована) увеличивается, а значит, увеличивается и сила резания. На участке 3--4площадь сечения срезаемого слоя и силы резания оказываются постоянными. При дальнейшем движении зуба (участок 4--6) площадь сечения срезаемого слоя и сила резания постепенно уменьшаются. Таким образом, изменение силы резания при работе винтового зуба происходит более плавно, а на некоторых участках сила резания постоянна.

Рис. 37. Схема работы фрезы с винтовым зубом

Для обеспечения равномерности фрезерования в работе одновременно должно участвовать не меньше двух зубьев фрезы. Каждый следующий зуб должен вступать в работу в тот момент, когда предыдущий начинает выходить из металла. Для выполнения этого условия нужно, чтобы в тот момент, когда один из двух зубьев попал в положение 6, второй зуб был в положении 1. Это возможно, если расстояние между двумя соседними зубьями фрезы, измеренное вдоль её оси (осевой шаг), должно быть равной ширине фрезерования В (см. рис. 34). Если в работе одновременно участвует более двух зубьев, то осевой шаг должен укладываться по ширине фрезерования целое число раз. Необходимым условием равномерного фрезерования является равенство или кратность (в целых числах) ширины фрезерования В осевому шагу фрезы.

При торцовом фрезеровании всегда имеет место неравномерность фрезерования. Чем больше число одновременно работающих зубьев торцовой фрезы и чем больше отношение ширины фрезерования к диаметру фрезы, тем больше будет равномерность фрезерования.

Устройство фрез и их назначение

Фреза -- многозубый инструмент, представляющий собой тело вращения, на образующей поверхности которого, а иногда на торце расположены режущие зубья. На рис. 38 показаны основные типы фрез и поверхности, которые ими обрабатывают.

1.2 Конструктивное исполнение групп

СТАНИНА

Стойка изготовлена из стальной сваренной конструкции,

в вертикальном положении в координате Y перемещается

шпиндельная бабка по двум роликовым направляющим.

Стойка укомплектована приводом шпиндельной бабки,

шарико винтовой парой и гидравлическим цилиндром

для уравновешивания шпиндельной бабки.

Привод прямолинейного движения осей Y, Z, W осуществляется с помощью шарико винтовой группы с предварительным натяжением гайки, движение оси Х проводится с помощью двух электрических серводвигателей с редуктором. Натяжение двух шестерней на выходе редуктора к зубчатому гребеню в соотношении с подключением приводов с помощью функции „Master - Slave“.

Направляющие всех линейных передвижных групп станка являются роликовые с натяжением (направляющие шпиндельной бабки, направляющие сани стойки, направляющие ползуна) на базе компактных линейных роликовых направляющих. Подвижные группы у ЧПУ координатах находятся в постоянной связи по положению без механического зажима.

Все 4 оси (X, Y, Z, W) оснащены самостоятельными электрическими регулирующими сервоприводами.

ЭЛЕКТРОШКАФ

За исключением операционных элементов и включателей электрическое оборудование сосредоточено в электрическом шкафу, находящемся отдельно от станка на полу цеха. Включает в себя модуль системы управления, компоненты управления приводами и шпинделя и дальнейшие электрические компоненты от таких известных фирм.

Электрошкаф охлаждается с помощью кондиционера встроенного в дверь.

ГИДРОАГРЕГАТ

Гидравлический и смазочный агрегаты размещены на каретках стойки.

БАЛАНСИРОВКА

Вес шпиндельной головки компенсируется силовой нагрузкой телескопического гидравлического цилиндра. Масло под давлением подается из системы напорных сосудов, размещенных в каретках на стойке.

ПЛОЩАДКА

Станки оснащены вертикально и горизонтально

(в направлении оси рабочего шпинделя)

передвижной площадкой. На площадке

размещена панель управления станка.

1.3 Размерные эскизы

1.4 Поддон для стружки

Все системы управления в базовой

комплектации оснащены:

* Основной модуль (панель управления)

* Дисплей с жидкокристаллическим экраном

* Панель управления с клавиатурой

* Переносная панель управления с

электронным маховиком

Функции и оснащение систем управления

можно расширить, например:

* Контактными измерительными зондами.

* Интерфейс позволяющий удаленную

Диагностику. Для управления станком может быть выбрана

система управления HEIDENHAIN iTNC 530,

SINUMERIK 840 D или Fanuc.

Непрерывная система управления

контролирует все линейные координаты, а при

необходимости также вращение стола (ось B).

В случае установки непрерывно управляемой

фрезерной головки (или же других рабочих

приспособлений, требующих непрерывного

управления) осуществляется также

последовательное управление и по этим осям.

Система позволяет проводить

одновременную интерполяцию осей:

• Линейную

• Круговую

• Спиральную (винтовой)

1.5 Системы ЧПУ SINUMERIK 810D/840D: аппаратные и технологические возможности

СЧПУ SINUMERIK 840D является полностью встроенной в ПК цифровой системой управления для наиболее распространенного базового модульного УЧПУ для широкого круга станков и технологических задач. Компания Siemens является признанным лидером в области передовых технологий управления станками.

СЧПУ SINUMERIK 840D состоит из промышленного ПК PCU 50 / PCU 70, платы MCI и системного программного обеспечения. Посредством интерфейса PROFIBUS-DP на плате MCI подключаются привод и периферия. Интерфейс PROFIBUS-DP с функцией управления движением (DP3, такт синхронный) обеспечивает скорость передачи данных 12 Мбод. В системном программном обеспечении существует SINUMERIK 840D-StartUp - программа ввода в эксплуатацию станка. В качестве блоков HMI (человеко - машинного интерфейса) существуют опции пакета программирования HMI, пакета проектирования HMI и стандартный графический интерфейс для станков HMI-Advanced.

Рисунок 7. Интеллектуальная карта использования СЧПУ станкостроителями:

УЧПУ SINUMERIK 840D объединяет на одном модуле NCU задачи ЧПУ (геометрии-ческая и технологическая), PLC (управление электроавтоматикой станка, т.е. логическая задача) и коммуникации (диагностика и терминальная задачи). Высокопроизводительный многопроцессорный модуль NCU после установки в NCU-Box напрямую интегрируется в цифровую линейку приводов SIMODRIVE 611. Все NCU имеют подключение 4-х быстрых цифровых входов/выходов ЧПУ. Другие скоростные входы/выходы могут быть подключены через терминальные блоки NCU на приводной шине. В объем поставки всех NCU включен кабель приборной шины и конечный штекер приводной шины.

К УЧПУ SINUMERIK 840D могут быть подключены следующие компоненты:

* SINUMERIK панель оператора с PCU и станочный пульт

* панель SIMATIC CE

* SIMATIC OP7/OP17

* SINUMERIK кнопочная панель

* SINUMERIK ручной пульт управления типа B-MPI

* SINUMERIK Handheld Terminal HT 6 (ручной терминал)

* SINUMERIK Мини-РПУ (ручной пульт управления)

* периферия SIMATIC S7-300

* SINUMERIK модуль простой периферии EFP

* SINUMERIK Терминальный блок NCU с компактными модулями DMP

* 2 маховичка, 2 измерительных щупа и по 4 быстрых входа/выхода ЧПУ через кабельный распределитель

* децентрализованная периферия PLC через подключение PROFIBUS DP

* линейка приводов SIMODRIVE 611 digital

* программатор

* двигатели SIMODRIVE 1FK, 1FT, 1FN, 1FW, 1PH, 1FE1, 2SP1 и 1LA

Некоторые составные части УЧПУ.

Процессорный модуль ЧПУ

ЧПУ SINUMERIK имеют линейку процессорных модулей, которые называются либо CCU (Сompact Сontrol Unit) для 810D типа CCU1 и CCU2, либо NCU (Numerical Control Unit) для 840D с типами от 571.2 до 573.2. Основные аппаратные характеристики процессоров ЧПУ приведены в таблице.

Таблица - Технические характеристики процессоров ЧПУ SINUMERIK 840D:

	NCU 561.4	NCU 571.4	NCU 572.4	NCU 573.4	NCU 573.5
CPU	AMD K 6-2	Celeron	Pentium III
Тактовая частота	233 MHz	650 MHz	933 MHz
PLC (интегральный)	PLC 314C-2 DP	PLC 314C-2 DP	PLC 317-2 DP
Степень защиты согласно EN 60529 (IEC 60529)	IP20 (с блоком NCU)
Класс влагостойкости в соответствие с EN 60721-3-3	Класс 3K5 Конденсация и образование льда исключаются. Минимальная температура воздуха 0 °C (+32 °F).
Температура хранения и транспортировки	-20 °C до +60 °C (-4 °F до +131 °F)
Темпаратура эксплуатации	0 °C до +55 °C (32 °F до 122 °F)
Вес блока NCU	3.2 кг (7.06 фунтов)
Размеры (Ш x В x Г)	50 мм x 316 мм x 115 мм	50 мм x 316 мм x 207 мм

Панель оператора SINUMERIK OP 010С с цветным дисплеем TFT 10,4” и размером графического экрана 640 x 480 пикселей (VGA) имеет оптимизированную для программирования программ обработки деталей пленочную клавиатуру с 62 клавишами и 8 + 4 горизонтальными и 8 вертикальными программными клавишами.

Рисунок 9. Фронтальная панель управления SINUMERIK 840D

Пульт оператора имеет следующие элементы управления: 50 механических клавиш режимов работы и функциональные клавиш, 17 клавиш пользователя со свободным присвоением функций в стандартной комплектации:

* управление шпинделем с процентовкой шпинделя (поворотный переключатель с 16 позициями

* управление подачей с процентовкой подачи / ускоренного хода (поворотный переключатель с 23 позициями)

* кодовый переключатель (4 позиции и 3 различных ключа)

* аварийный выключатель (2 размыкателя)

Используется интерфейс MPI (интерфейс передачи сообщений), предусмотрены возможности для расширения - 2 места установки для командоаппаратов (d = 16 мм).

Цифровые приводы. В системах ЧПУ SINUMERIK 810D, 840D используются приводы (D -- digital), в которых сигнал от ЧПУ передается по специальной цифровой шине. В каждом модуле привода имеется процессор, который выполняет задачи по управлению приводом и разгружает центральный процессор ЧПУ для других целей. Основными достоинствами цифровых приводов являются:

* минимальное приводное время (время, через которое производится контроль положения) -- 0,125 мс;

* высокая разрешающая способность -- 4,2 млн. импульсов на один оборот двигателя;

* большой диапазон регулирования скорости (примерно в 50 раз больше по сравнению с аналоговыми приводами);

* высокие динамические характеристики.

Цифровое управление приводами позволяет повысить производительность станка и улучшить качество детали. Кроме того, улучшаются сервисные возможности:

* настройка привода через параметры, вводимые через ММС-процессор (без традиционных вольтметров и осциллографов, необходимых для настройки аналоговых приводов);

* автоматическая оптимизация приводов, позволяющая более точно и быстро адаптировать приводы к механике станка;

* представление информации о состоянии привода (температура, нагрузка и т.д).

2. Программирование операций фрезерования

Числовое программное управление (ЧПУ) станка - это управление обработкой заготовки на станке по специальной программе, в которой данные об обработке заданы в цифровом коде.

Управляющая программа (УП) - это совокупность команд на языке программирования, соответствующая алгоритму функционирования станка по обработке конкретной заготовки.

2.1 Язык программирования

Программирование обработки на станках с ЧПУ осуществляется на языке, который обычно называют языком ISO 7 бит или языком G и M кодов. Язык G и М кодов основывается на положениях Международной организации по стандартизации (ISO) и Ассоциации электронной промышленности (EIA).

Производители систем ЧПУ придерживаются этих стандартов для описания основных функций, но допускают вольности и отступления от правил, когда речь заходит о специальных возможностях своих систем. Системы ЧПУ других известных SINUMERIK (SIEMENS AG) также имеют возможности по работе с G и М кодами, однако некоторые специфические коды могут отличаться. О разнице в программировании специфических функций можно узнать из документации к конкретной системе ЧПУ.

2.2 Структура управляющей программы

Управляющая программа состоит из последовательности кадров и обычно начинается с символа начало программы (%) и заканчивается М02 или М30.

Каждый кадр программы представляет собой один шаг обработки и (в зависимости от УЧПУ) может начинаться с номера кадра (N1...N10 и т.д.), а заканчиваться символом конец кадра (;). Кадр управляющей программы состоит из операторов в форме слов (G91, M30, X10. и т.д.). Слово состоит из символа (адреса) и цифры, представляющее арифметическое значение.

Адреса X, Y, Z, U, V, W, P, Q, R, A, B, C, D, E являются размерными перемещениям, используют для обозначения координатных осей, вдоль которых осуществляются перемещения.

Слова, описывающие перемещения, могут иметь знак (+) или (-). При отсутствии знака перемещение считается положительным. Адреса I, J, K означают параметры интерполяции.

G - подготовительная функция.

M - вспомогательная функция.

S - функция главного движения.

F - функция подачи.

T, D, H - функции инструмента.

Символы могут принимать другие значения в зависимости от конкретного УЧПУ.

2.3 Подготовительные функции (G коды)

G00 - быстрое позиционирование.

Функция G00 используется для выполнения ускоренного перемещения режущего инструмента к позиции обработки или к безопасной позиции. Ускоренное перемещение никогда не используется для выполнения обработки, так как скорость движения исполнительного органа станка очень высока. Код G00 отменяется кодами: G01, G02, G03.

G01 - линейная интерполяция.

Функция G01 используется для выполнения прямолинейных перемещений с заданной скоростью (F). При программировании задаются координаты конечной точки в абсолютных значениях (G90) или приращениях (G91) с соответственными адресами перемещений (например X, Y, Z). Код G01 отменяется кодами: G00, G02, G03.

G02 - круговая интерполяция по часовой стрелке.

Функция GO2 предназначена для выполнения перемещения инструмента по дуге (окружности) в направлении часовой стрелки с заданной скоростью (F). При программировании задаются координаты конечной точки в абсолютных значениях (G90) или приращениях (G91) с соответственными адресами перемещений (например X, Y, Z).

Параметры интерполяции I, J, K, которые определяют координаты центра дуги окружности в выбранной плоскости, программируются в приращениях от начальной точки к центру окружности, в направлениях, параллельных осям X, Y, Z соответственно.

Код G02 отменяется кодами: G00, G01, G03.

G03 - круговая интерполяция против часовой стрелки.

Функция GO3 предназначена для выполнения перемещения инструмента по дуге (окружности) в направлении против часовой стрелки с заданной скоростью (F). При программировании задаются координаты конечной точки в абсолютных значениях (G90) или приращениях (G91) с соответственными адресами перемещений (например X, Y, Z).

Параметры интерполяции I, J, K, которые определяют координаты центра дуги окружности в выбранной плоскости, программируются в приращениях от начальной точки к центру окружности, в направлениях, параллельных осям X, Y, Z соответственно.

Код G03 отменяется кодами: G00, G01, G02.

G04 - пауза.

Функция G04 - команда на выполнение выдержки с заданным временем. Этот код программируется вместе с X или Р адресом, который указывает длительность времени выдержки. Обычно, это время составляет от 0.001 до 99999.999 секунд. Например G04 X2.5 - пауза 2.5 секунды, G04 Р1000 - пауза 1 секунда.

G17 - выбор плоскости XY.

Код G17 предназначен для выбора плоскости XY в качестве рабочей. Плоскость XY становится определяющей при использовании круговой интерполяции, вращении системы координат и постоянных циклов сверления.

G18 - выбор плоскости XZ.

Код G18 предназначен для выбора плоскости XZ в качестве рабочей. Плоскость XZ становится определяющей при использовании круговой интерполяции, вращении системы координат и постоянных циклов сверления.

G19 - выбор плоскости YZ.

Код G19 предназначен для выбора плоскости YZ в качестве рабочей. Плоскость YZ становится определяющей при использовании круговой интерполяции, вращении системы координат и постоянных циклов сверления.

G20 - ввод дюймовых данных.

Функция G20 активизирует режим работы с дюймовыми данными.

G21 - ввод метрических данных.

Функция G21 активизирует режим работы с метрическими данными.

G40 - отмена коррекции на радиус инструмента.

Функция G40 отменяет действие автоматической коррекции на радиус инструмента G41 и G42.

G41 - левая коррекция на радиус инструмента.

Функция G41 применяется для включения автоматической коррекции на радиус инструмента находящегося слева от обрабатываемой поверхности (если смотреть от инструмента в направлении его движения относительно заготовки). Программируется вместе с функцией инструмента (D).

G42 - правая коррекция на радиус инструмента.

Функция G42 применяется для включения автоматической коррекции на радиус инструмента находящегося справа от обрабатываемой поверхности (если смотреть от инструмента в направлении его движения относительно заготовки). Программируется вместе с функцией инструмента (D).

G43 - коррекция на положение инструмента.

Функция G43 применяется для компенсации длинны инструмента. Программируется вместе с функцией инструмента (H).

G52 - локальная система координат.

СЧПУ позволяет устанавливать кроме стандартных рабочих систем координат (G54-G59) еще и локальные. Когда СЧПУ станка выполняет команду G52, то начало действующей рабочей системы координат смещается на значение указанное при помощи слов данных X, Y и Z. Код G52 автоматически отменяется с помощью команды G52 ХО YO Z0.

G54 - G59 - заданное смещение.

Смещение рабочей системы координат детали относительно системы координат станка.

G68 - вращение координат.

Код G68 позволяет выполнить поворот координатной системы на определенный угол. Для выполнения поворота требуется указать плоскость вращения, центр вращения и угол поворота. Плоскость вращения устанавливается при помощи кодов G17, G18 и G19. Центр вращения устанавливается относительно нулевой точки активной рабочей системы координат (G54 - G59). Угол вращения указывается при помощи R. Например: G17 G68 X0. Y0. R120.

G69 - отмена вращения координат.

Код G69 отменяет режим вращения координат G68.

G73 - высокоскоростной цикл прерывистого сверления.

Цикл G73 предназначен для сверления отверстий. Движение в процессе обработки происходит на рабочей подаче с периодическим выводом инструмента. Движение в исходное положение после обработки идет на ускоренной подаче.

G74 - цикл нарезания левой резьбы.

Цикл G74 предназначен для нарезания левой резьбы метчиком. Движение в процессе обработки происходит на рабочей подаче, шпиндель вращается в заданном направлении. Движение в исходное положение после обработки идет на рабочей подаче с обратным вращением шпинделя.

G80 - отмена постоянного цикла.

Функция, которая отменяет любой постоянный цикл.

G81 - стандартный цикл сверления.

Цикл G81 предназначен для зацентровки и сверления отверстий. Движение в процессе обработки происходит на рабочей подаче. Движение в исходное положение после обработки идет на ускоренной подаче.

G82 - сверление с выдержкой.

Цикл G82 предназначен для сверления и зенкования отверстий. Движение в процессе обработки происходит на рабочей подаче с паузой в конце. Движение в исходное положение после обработки идет на ускоренной подаче.

G83 - цикл прерывистого сверления.

Цикл G83 предназначен для глубокого сверления отверстий. Движение в процессе обработки происходит на рабочей подаче с периодическим выводом инструмента в плоскость отвода. Движение в исходное положение после обработки идет на ускоренной подаче.

G84 - цикл нарезания резьбы.

Цикл G84 предназначен для нарезания резьбы метчиком. Движение в процессе обработки происходит на рабочей подаче, шпиндель вращается в заданном направлении. Движение в исходное положение после обработки идет на рабочей подаче с обратным вращением шпинделя.

G85 - стандартный цикл растачивания.

Цикл G85 предназначен для развертывания и растачивания отверстий. Движение в процессе обработки происходит на рабочей подаче. Движение в исходное положение после обработки идет на рабочей подаче.

G86 - цикл растачивания с остановкой вращения шпинделя.

Цикл G86 предназначен для растачивания отверстий. Движение в процессе обработки происходит на рабочей подаче. В конце обработки происходит остановка шпинделя. Движение в исходное положение после обработки идет на ускоренной подаче.

G87 - цикл растачивания с отводом вручную.

Цикл G87 предназначен для растачивания отверстий. Движение в процессе обработки происходит на рабочей подаче. В конце обработки происходит остановка шпинделя. Движение в исходное положение после обработки идет вручную.

G90 - режим абсолютного позиционирования.

В режиме абсолютного позиционирования G90 перемещения исполнительных органов производятся относительно нулевой точки рабочей системы координат G54-G59 (программируется, куда должен двигаться инструмент). Код G90 отменяется при помощи кода относительного позиционирования G91.

G91 - режим относительного позиционирования.

В режиме относительного (инкрементального) позиционирования G91 за нулевое положение каждый раз принимается положение исполнительного органа, которое он занимал перед началом перемещения к следующей опорной точке (программируется, на сколько должен переместиться инструмент). Код G91 отменяется при помощи кода абсолютного позиционирования G90.

G94 - скорость подачи в дюймах/миллиметрах в минуту.

При помощи функции G94 указанная скорость подачи устанавливается в дюймах за 1 минуту (если действует функция G20) или в миллиметрах за 1 минуту (если действует функция G21). Программируется вместе с функцией подачи (F). Код G94 отменяется кодом G95.

G95 - скорость подачи в дюймах/миллиметрах на оборот.

При помощи функции G95 указанная скорость подачи устанавливается в дюймах на 1 оборот шпинделя (если действует функция G20) или в миллиметрах на 1 оборот шпинделя (если действует функция G21). Т.е. скорость подачи F синхронизируется со скоростью вращения шпинделя S. Код G95 отменяется кодом G94.

G98 - возврат к исходной плоскости в цикле.

Если постоянный цикл станка работает совместно с функцией G98, то инструмент возвращается к исходной плоскости в конце каждого цикла и между всеми обрабатываемыми отверстиями. Функция G98 отменяется при помощи G99.

G99 - возврат к плоскости отвода в цикле.

Если постоянный цикл станка работает совместно с функцией G99, то инструмент возвращается к плоскости отвода между всеми обрабатываемыми отверстиями. Функция G99 отменяется при помощи G98.

2.4 Вспомогательные функции (M коды)

М00 - программируемый останов

Когда СЧПУ исполняет команду М00, то происходит останов. Все осевые перемещения останавливаются, при этом шпиндель (у большинства станков) продолжает вращаться. Работа по программе возобновляется со следующего кадра после нажатия кнопки "Старт".

М01 - останов с подтверждением

Код М01 действует аналогично М00, но выполняется только после подтверждения с пульта управления станка. Если клавиша подтверждения нажата, то при чтении кадра с М01 происходит останов. Если же клавиша не нажата, то кадр М01 пропускается и выполнение УП не прерывается.

М02 - завершение программы.

Код М02 указывает на завершение программы и приводит к останову шпинделя, подачи и выключению охлаждения.

М0З - вращение шпинделя по часовой стрелке.

При помощи кода МОЗ включается прямое вращение шпинделя с запрограммированным числом оборотов (S). Код МОЗ действует до тех пор, пока он не будет отменен с помощью М04 или М05.

М04 - вращение шпинделя против часовой стрелки.

При помощи кода М04 включается обратное вращение шпинделя с запрограммированным числом оборотов (S). Код М04 действует до тех пор, пока он не будет отменен с помощью М03 или М05.

М05 - останов шпинделя.

Код М05 останавливает вращение шпинделя, но не останавливает осевые перемещения.

М06 - смена инструмента.

При помощи кода М06 инструмент, закрепленный в шпинделе, меняется на инструмент, находящийся в положении готовности в магазине инструментов.

М07 - включение охлаждения №2.

Код М07 включает подачу СОЖ в зону обработки в распыленном виде, если станок обладает такой возможностью.

М08 - включение охлаждения №1.

Код М08 включает подачу СОЖ в зону обработки в виде струи.

М09 - отключение охлаждения.

Код М09 выключает подачу СОЖ и отменяет команды М07 и М08.

М10 - зажим.

Код М10 относиться к работе с зажимным приспособлением подвижных органов станка.

М11 - разжим.

Код М11 относиться к работе с зажимным приспособлением подвижных органов станка.

М19 - останов шпинделя в заданной позиции.

Код М19 вызывает останов шпинделя при достижении им определенного углового положения.

МЗО - конец информации.

Код МЗО информирует СЧПУ о завершении программы, приводит к останову шпинделя, подачи и выключению охлаждения.

М98 - вызов подпрограммы.

Код М98 предназначен для вызова подпрограммы. Программируется вместе с (Р), которое обозначает номер вызываемой подпрограммы. Например М98 Р1234.

М99 - конец подпрограммы.

При помощи команды М99 по окончанию подпрограммы осуществляется возврат к главной программе, из которой была вызвана подпрограмма.

2.5 Дополнительные функции и символы

X, Y, Z - команды осевого перемещения.

А, В, С - команды кругового перемещения вокруг осей X, Y, Z соответственно.

I, J, К - параметры круговой интерполяции параллельные осям X, Y, Z соответственно.

При круговой интерполяции (G02 или G03) R определяет радиус, который соединяет начальную и конечную точки дуги. В постоянных циклах R определяет положение плоскости отвода. При работе с командой вращения R определяет угол поворота координатной системы.

При постоянных циклах обработки отверстий Р определяет время выдержки на дне отверстия. Совместно с кодом вызова подпрограммы М98 - номер вызываемой подпрограммы.

В циклах прерывистого сверления Q определяет относительную глубину каждого рабочего хода инструмента. В цикле растачивания - расстояние сдвига расточного инструмента от стенки обработанного отверстия для обеспечения аккуратного вывода инструмента из отверстия.

D - значение коррекции на радиус инструмента.

Н - значение компенсации длины инструмента.

F - функция подачи.

S - функция главного движения.

Т - значение определяющее номер инструмента, который необходимо переместить в позицию смены, путем поворота инструментального магазина.

N - нумерация кадров УП.

/ - пропуск кадра.

(...) - комментарии в УП.

Панель оператора

Панель, позволяет формировать, изменять, индицировать, вводить и выводить программы и параметры. Он состоит из трех полей:

· экран с многофункциональными клавишами (функциональные клавиши-в дальнейшем сокращённо SK), конфигурация (назначение) которых изменяется в различных меню

· клавиатуры числового управления

· дополнительной клавиатуры

· Клавиши (ON) ВКЛ. и (OFF) ВЫКЛ.

Нажатием на эти клавиши включается или выключается питание системы ЧПУ. Расположение клавиш - в зависимости от модели станка.

Рисунок 13 - панель управления станка TAJMAC - ZPS, BCFV 1060

· Клавиша RESET (сброс)

При нажатии на эту клавишу происходит отмена всех команд, остановка станка в режиме AUTO, возврат к началу программы в режиме EDIT, сброс аварийного сообщения при условии устранения ошибки, вызвавшей это сообщение.

· Клавиши OUTPUT, START

Используется для исполнения программы в режиме MDI и для вывода данных на устройство ввода-вывода. В последних системах ЧПУ клавиша имеет только функцию вывода - OUTPUT

· Программные клавиши (по заказу)

Программные клавиши имеют много функций. Функции программных клавиш отображаются в нижней части дисплея.

· Клавиши ввода данных

· Дисплей

· Клавиша сброса

· Клавиши редактирования программы

· Клавиша ввода

· Клавиша старт/вывод

· Функциональные клавиши

· Клавиши листания страниц

· Клавиши перемещения курсора

· Программные клавиши

· Клавиши адреса и цифровые

Эти клавиши предназначены для ввода буквенных, цифровых и других знаков при вводе команд в буквенно-цифровом коде.

· Клавиша SHIFT

На некоторых клавишах указаны два знака. При нажатии клавиши SHIFT вводится знак, указанный в нижнем правом углу кнопки, при этом высвечивается знак «^».

· Клавиша INPUT

Используется для ввода буквенно-цифровой информации в систему ЧПУ. Эта клавиша эквивалентна клавише [INPUT] программных клавиш. Кроме того, она используется для ввода в систему ЧПУ информации через устройство ввода-вывода. Эта клавиша НИКОГДА не используется при ручном вводе и редактировании управляющих программ.

· Клавиша отмены CANCEL

Нажать эту клавишу для отмены последнего знака или символа введения в буфер. Клавиши редактирования программы Используются при вводе и редактировании управляющей программы:

· ALTER Замена слова программы

· INSERT Вставка слова программы

· DELETE Удаление слова программы

· Клавиши перемещения курсора

· Эта клавиша используется для перемещения курсора в направлении вниз

· Эта клавиша используется для перемещения курсора вверх

· Клавиши листания страницы

· Эта клавиша используется, чтобы перелистывать страницы на экране дисплея в прямом направлении

· Эта клавиша используется для перелистывания страниц в обратном направлении

· Функциональные клавиши

Эти клавиши используются для включения соответствующих функций на экране дисплея.

· Переключатель режимов работы

· EDIT (РЕДАКТИРОВАНИЕ)

Редактор программ. В этом режиме можно вводить и выводить УП с внешних устройств, составлять, редактировать и удалять программы.

· AUTO (АВТОМАТИЧЕСКИЙ)

Режим автоматической работы по выбранной УП.

· MDI (РУЧНОЙ ВВОД ДАННЫХ)

Используется при необходимости выполнения локальных команд.

Например

S1000M3; X200.Z150.T100 и т.д.

· TEACH (ОБУЧЕНИЕ)

Составление УП методом обработки детали. В настоящее время практически не используется.

· MPG («ЭЛЕКТРОННЫЙ МАХОВИЧОК»)

Перемещение суппорта станка.

· JOG (РУЧНОЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ)

Перемещение суппорта при нажатии клавиши движения. Предварительно необходимо выбрать ось перемещения клавишами X или Z. Подача осуществляется на скорости, установленной переключателем FEED

· INC JOG (ДИСКРЕТНОЕ РУЧНОЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ)

Перемещение суппорта при нажатии клавиши перемещения в этом режиме осуществляется дискретно - одно нажатие - один дискрет. Величина дискрета устанавливается переключателем RAPID / INC. Далее аналогично режиму JOG

· HOME

Выход в ноль станка. Обязательная процедура при включении станка.

· CICLE START

Пуск станка по программе в режиме AUTO или MDI

· FEED HOLD

Остановка подачи. При нажатии на кнопку CICLE START движение суппорта продолжается.

· EMERGENCY STOP

Кнопка аварийного выключения станка. С ее помощью отключаются привода. Светодиоды индикации (слева направо): выход в ноль станка, зажим патрона, конец программы, отсутствие масла в станции смазки, отсутствие СОЖ.

· WORK LAMP

Включение освещения рабочей зоны станка.

· TURRET CW CCW

Вращение револьверной головки соответственно по и против часовой стрелки.

· BUZZER

Включение звукового сигнала. При включении подаются звуковые сигналы при окончании программы, останова по команде М01, аварийных ситуациях.

· HIGH GEAR, LOW GEAR

Высокое и низкое давление зажима в патроне. Давление устанавливается соответствующими маховичками.

· X, Z

Кнопки выбора осей движения в режиме MPG, JOG, INC JOG, HOME

· HOME START

Старт выхода в ноль станка по выбранной оси. + - - выбор направления движения по осям.

· RAPID TRAVERSE

Движение по осям на ускоренной подаче. Работает при одновременном нажатии на кнопку «+» или «-» и RAPID TRAVERSE.

· SPINDLE CW и CCW

Включение правых и левых оборотов соответственно. Кнопка работает только в ручных (MPG, JOG, INC JOG) режимах.

· SPINDLE STOP

Выключение вращения шпинделя.

· SPINDLE JOG

Вращение шпинделя толчками. Применяется в тяжелых станках, у которых повернуть патрон вручную достаточно тяжело.

· SPINDLE DEC

Уменьшение заданной скорости вращения шпинделя на 10% при КАЖДОМ нажатии на кнопку, но не более чем на 50%.

· SPINDLE INC

Увеличение заданной скорости вращения шпинделя на 10% при КАЖДОМ нажатии на кнопку, но не более чем на 20%.

· SPINDLE 100%

При нажатии на кнопку СРАЗУ устанавливается заданная скорость вращения шпинделя.

· SPINDLE RESET

Останов шпинделя. Если во время исполнения программы была нажата кнопка «FEED HOLD», подача по осям будет остановлена, но шпиндель будет вращаться. Для остановки вращения шпинделя нажать кнопку «SPINDLE RESET», для возобновления работы шпинделя - кнопку «CYCLE START».

· QUIL OUT, QUILL IN

Пиноль задней бабки вперед и назад соответственно.

· DOOR OPEN, DOOR CLOSE

Дверь закрыта и открыта. Работают при наличии в станке соответствующего привода. При отсутствии привода в соответствующем положении горят светодиоды.

· COOLANT MANUAL

Включение подачи СОЖ вручную. Работает только при закрытой двери.

· COOLANT AUTO

Включение СОЖ в автоматическом режиме ( при наличии в программе соответствующей команды ).

· CHIP CW

Конвейер уборки стружки вперед. Работает в непрерывном режиме.

· CHIP CCW

Конвейер уборки стружки назад. Работает только когда кнопка удерживается рукой. Применяется, когда нужно что-либо достать из поддона.

· SINGLE BLOCK

Режим автоматической работы ПО КАДРАМ.

· BLOCK SCIP (на некоторых станках BLOCK DELETE)

Режим автоматической работы с пропуском кадров, отмеченных знаком «/».

· OPTION STOP

Останов с подтверждением. Если в УП встречается команда М01, то при нажатой кнопке станок останавливается. При отжатой кнопке команда М01 игнорируется.

· DRY RUN (ПРОБНЫЙ ПРОГОН)

При нажатой кнопке величина подачи, заданная в УП, игнорируется, а движение по осям происходит на УСКОРЕННОЙ подаче. Режим применялся для проверки УП. Во избежание поломок станка пользоваться режимом НЕ РЕКОМЕНДУЕТЯ.

· AUX LOCK

Блокировка функций M,S,T. При работе в автоматическом режиме происходит только движение суппорта.

POWER OFF M30

При нажатой кнопке, при включении этого режима в меню OPR, по команде М30 происходит выключение станка. Режим предназначен для отключения станка при работе в вечернее и ночное время в ОТСУТСТВИЕ оператора.

4.Пример типового цикла фрезерования

Мною с помощью программы Intuitive Wizard, была составлена программа для обработки плоской квадратной поверхности торцевой фрезой в машинном G - коде методом зигзаг.

Схема обработки:

a,b - стороны квадрата,

1,2,3,4,5 - возможное весто положение инсрумента относительно поверхности заготовки,

- индикатор положения инструмента относительно поверхности заготовки.

Список литературы

1. Технология программирования и эксплуатация станков С ЧПУ. Д. Г. Мирошин, Т. В. Шестакова, О. В. Костина, Екатеринбург РГППУ 2011г.;

2. Программирование технологического оборудования с числовым программным управлением. Федеральное агенство по образованию рф национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ». В.Г. Елисеев, В.В. Коробов, Н.Н. Милованов., Москва 2009 г.;

3. Интернет ресурс - http://instrrez.ru/ ;

4. Интернет ресурс - http://www.tosvarnsdorf.com/ru/

Размещено на Allbest.ru

...